JP4511979B2 - Rain attenuation analysis device, category attenuation analysis device, rainfall attenuation analysis method and category attenuation analysis program - Google Patents

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Description

本発明は、降雨による電波の減衰を補償する技術に係り、特に降雨による電波の減衰を補償するために、電波の減衰量を算出する技術に関する。   The present invention relates to a technique for compensating for radio wave attenuation due to rain, and more particularly to a technique for calculating radio wave attenuation in order to compensate for radio wave attenuation due to rain.

一般に、衛星放送や、人工衛星（以下、衛星という）から送信される放送波（以下、電波という）を用いた通信では、送受信される電波の周波数帯が通常数ＧＨｚ以上となるため、降雨による電波の減衰（以下、降雨減衰という）が生じる。この降雨減衰によって、受信機や送受信局（以下、単に送受信局という）で受信される番組や通信が一時的に途絶えることがあった。特に、周波数が大きいほど降雨減衰が大きくなるため、将来利用可能となる２０ＧＨｚ程度の準ミリ波以上の周波数帯域では、放送・通信サービスに更に大きな影響を及ぼす。   In general, in communications using satellite broadcasts and broadcast waves (hereinafter referred to as radio waves) transmitted from artificial satellites (hereinafter referred to as satellites), the frequency band of the transmitted and received radio waves is usually several GHz or more, and therefore due to rain. Radio wave attenuation (hereinafter referred to as rain attenuation) occurs. Due to this rain attenuation, programs and communications received by receivers and transmitting / receiving stations (hereinafter simply referred to as transmitting / receiving stations) may be temporarily interrupted. In particular, since the rain attenuation increases as the frequency increases, the frequency band of quasi-millimeter waves of about 20 GHz or more that can be used in the future has a greater influence on broadcasting / communication services.

そのため、従来、降雨減衰を統計的に推定し、送受信局から電波を送信する送信電力を予め高めに設定して、送信電力に一定の降雨マージンを与えることで、降雨減衰の補償（降雨減衰補償）を行う機能を有する衛星が開示されている（特許文献１参照）。この衛星は、強い降雨の発生している地域が比較的狭い範囲であることに着目し、強い降雨が発生している期間にその地域だけに、より大きな送信電力を設定して電波を送信することで、衛星の規模の増大を抑えつつ、効果的な降雨減衰補償を行うものである。   Therefore, conventionally, the rain attenuation is statistically estimated, the transmission power for transmitting radio waves from the transmitting and receiving stations is set high in advance, and a certain rain margin is given to the transmission power to compensate for the rain attenuation (rain attenuation compensation). ) Has been disclosed (see Patent Document 1). This satellite pays attention to the fact that the area where heavy rainfall is occurring is a relatively narrow area, and during the period when heavy rain occurs, it sets a larger transmission power and transmits radio waves only to that area Thus, effective rain attenuation compensation is performed while suppressing an increase in the scale of the satellite.

また、降雨減衰を統計的に推定する様々な手法が提案され、その大半は、１年間である閾値を超える降雨減衰が発生する確率を推定するものである。更に、複数の観測地点について１分間ごとの降雨強度（１分間降雨強度）を観測し、この１分間降雨強度の確率分布に基づいて、観測された降雨による電波の減衰量を推定する方法が開示されている（非特許文献１参照）。この方法では、所定の観測地点における１０年間の平均と、特に降雨減衰の大きい月及び年との降雨強度分布及びこの降雨による減衰量について検討している。   Various methods for statistically estimating rainfall attenuation have been proposed, most of which estimate the probability of occurrence of rainfall attenuation exceeding a threshold of one year. Furthermore, a method of observing the rainfall intensity per minute (one minute rainfall intensity) at a plurality of observation points and estimating the attenuation of radio waves due to the observed rainfall based on the probability distribution of the one minute rainfall intensity is disclosed. (See Non-Patent Document 1). In this method, the average of 10 years at a predetermined observation point, the rainfall intensity distribution especially in the month and year when the rain attenuation is large, and the attenuation due to this rain are examined.

更に、近年、気象予報技術の発達により、この先に発生する降雨エリアを高い地理的分解能で予測することが可能になっている。例えば、日本国内全域を、５ｋｍ四方の正方形の単位で分割し、分割された区分（以下、メッシュという）ごとの１時間あたりの雨量（１時間雨量）の予測値が、気象庁から降水短時間予報として発表されている。
特開２００４−１９３９６３号公報（段落０００９〜００４２） 森田 和夫、「衛星通信回線における伝搬特性の推定法（準ミリ〜ミリ波帯の場合）」、電気通信研究所研究実用化報告、日本電信電話研究開発本部、１９７９年８月、第２８巻、第８号、ｐ．１６６１〜１６７６ Furthermore, in recent years, with the development of weather forecasting technology, it is possible to predict the rainfall area that will occur in the future with high geographical resolution. For example, the entire Japan area is divided into units of 5 km squares, and the predicted value of rainfall per hour (rainfall per hour) for each divided section (hereinafter referred to as mesh) is predicted by the Japan Meteorological Agency for a short-term precipitation forecast. It has been announced as.
JP 2004-193963 A (paragraphs 0009 to 0042) Kazuo Morita, “Estimation of propagation characteristics in satellite communication links (in the case of quasi-millimeter to millimeter-wave band)”, Research report on practical application of Research Institute of Electrical Communication, Nippon Telegraph and Telephone Research and Development Headquarters, August 1979, Vol. 28, No. 8, p. 1661 to 1676

しかしながら、特許文献１に記載の衛星を用いて降雨減衰補償を行うためには、強い降雨が発生している地域と、その地域における降雨減衰量を予測する必要があるが、従来の年間を通じた発生確率によって降雨減衰量を推定する手法では、衛星が電波を送信する時点においてどの地域にどれだけの大きさの降雨マージンを与える必要があるかを予測することはできない。   However, in order to perform rainfall attenuation compensation using the satellite described in Patent Document 1, it is necessary to predict a region where strong rainfall occurs and the amount of rainfall attenuation in that region. In the method of estimating the rain attenuation amount based on the probability of occurrence, it is impossible to predict how much rain margin needs to be given to which area when the satellite transmits radio waves.

また、降水短時間予報の１時間雨量の予測値は、降雨マージンを与える必要がある降雨減衰が発生する確率の高い地域を予測することには有益であるが、この１時間の間にどの程度の確率で閾値を超える降雨減衰量となるかは分からなかった。つまり、例えば、１時間の間、降雨強度が一定であると仮定して降雨による減衰量を算出し、降雨マージンを決定することはできても、実際にはこの１時間の間において降雨強度は一定でなく変動するため、実際の降雨減衰を効果的に補償することができない。   In addition, the predicted value of 1-hour rainfall in the short-term precipitation forecast is useful for predicting an area where there is a high probability of rain attenuation that needs to be given a rain margin. It was not known if the rain attenuation amount exceeded the threshold with the probability of. In other words, for example, it is assumed that the rainfall intensity is constant for one hour, and the amount of rain attenuation can be calculated and the rain margin can be determined. Because it is not constant and fluctuates, it cannot effectively compensate for actual rain attenuation.

また、非特許文献１の方法では、複数の観測地点について１分間降雨強度を測定する必要があり、また、例えば１時間のような所定時間内における１分間降雨強度の確率分布は、所定時間ごとの雨量の大きさによって異なる。そのため、非特許文献１に記載されるように、限られた地点について、１分間降雨強度が観測された降雨による電波の減衰量を、観測後に観測値から推定することは可能であるが、例えば、１時間ごと雨量の予測値に基づいて降雨による減衰量を日本全域について解析する場合には、予め複数の観測地点において、様々な１時間ごとの雨量について、１分間降雨強度を観測しておく必要が生じる。そして、降雨強度の確率分布は、観測地点によっても異なるため、誤差を小さくするためには膨大な観測地点について観測データを長期にわたって収集する必要があるが、このような観測データを収集するためには多大なコストと時間がかかるため、入手が困難である。   Further, in the method of Non-Patent Document 1, it is necessary to measure the rainfall intensity for one minute at a plurality of observation points, and the probability distribution of the rainfall intensity for one minute within a predetermined time such as one hour is, for example, every predetermined time. Depending on the amount of rainfall. Therefore, as described in Non-Patent Document 1, it is possible to estimate the amount of radio wave attenuation due to rainfall in which rainfall intensity is observed for one minute from a observed value after observation. When analyzing the amount of rain attenuation for the entire region of Japan based on the predicted value of rainfall every hour, the rainfall intensity for 1 minute is observed in advance for various hourly rainfalls at a plurality of observation points in advance. Need arises. And since the probability distribution of rainfall intensity varies from observation point to observation point, it is necessary to collect observation data for a huge amount of observation points over a long period of time in order to reduce the error. In order to collect such observation data, Is expensive and time consuming and difficult to obtain.

そのため、メッシュごとの１時間雨量の予測値のみでは、降雨による減衰量の予測値を算出することができず、降雨減衰を補償するために、どの地域に対してどの程度の降雨マージンを与えればよいかを予測することができないという問題があった。   Therefore, it is not possible to calculate the predicted value of attenuation due to rainfall only with the predicted value of rainfall for one hour for each mesh, and what amount of rainfall margin should be given to which region in order to compensate for rain attenuation There was a problem that it could not be predicted.

本発明は、前記従来技術の問題を解決するために成されたもので、時間とともに変化する降雨による電波の減衰量を解析することができる降雨減衰解析装置、区分別減衰量解析装置、降雨減衰解析方法及び区分別減衰量解析プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and is a rain attenuation analysis apparatus, a divisional attenuation analysis apparatus, a rain attenuation, which can analyze the attenuation of radio waves due to rainfall that varies with time. It is an object to provide an analysis method and a category-specific attenuation analysis program.

前記課題を解決するため、請求項１に記載の降雨減衰解析装置は、ある観測地点について観測された１０分間ごとの降雨強度のうち、１時間における雨量が所定値となる前記降雨強度を示す地点別雨量データに基づいて、前記観測地点における前記１時間あたりの雨量の降雨による電波の減衰量の確率分布を解析する降雨減衰解析装置であって、降雨強度分布解析手段と、減衰解析手段とを備える構成とした。 To solve the above problems, rain attenuation analysis apparatus according to claim 1, of the rain rate every 10 minutes observed for an observation point, the rainfall intensity rainfall definitive between 1 hour becomes a predetermined value based on the locational rainfall data indicating, a rain attenuation analyzer for analyzing a probability distribution of a radio wave attenuation due to rainfall rainfall per the hour in the observation point, the rainfall intensity distribution analysis unit, attenuation analyzing means It was set as the structure provided with.

かかる構成によれば、降雨減衰解析装置は、降雨強度分布解析手段によって、地点別雨量データによって示される降雨強度の確率分布を対数正規分布で近似して、この確率分布を示す降雨強度分布データを生成する。また、降雨減衰解析装置は、減衰解析手段によって、降雨強度分布データである１０分間降雨強度の確率分布の平均値及び標準偏差を、１分間降雨強度の確率分布の平均値及び標準偏差とみなして、１時間あたりの雨量の降雨における減衰量の確率分布を解析して当該確率分布を示す減衰量分布データを生成する。 According to such a configuration, the rain attenuation analysis apparatus approximates the probability distribution of the rainfall intensity indicated by the point-by-point rainfall data by the log normal distribution by the rain intensity distribution analysis means, and obtains the rain intensity distribution data indicating this probability distribution. Generate. Further, the rain attenuation analysis apparatus regards the average value and standard deviation of the probability distribution of 10-minute rainfall intensity, which is the rainfall intensity distribution data , as the average value and standard deviation of the probability distribution of 1-minute rainfall intensity by the attenuation analysis means. Attenuation amount distribution data indicating the probability distribution is generated by analyzing the probability distribution of the attenuation amount during one hour of rainfall.

ここで、本発明者らは、１０分間ごとの降雨強度の実測値と、１分間ごとの降雨強度の実測値との確率分布について検討を行った。その結果、１０分間ごとの降雨強度の実測値及び１分間ごとの降雨強度の確率分布は、観測地点ごとの所定時間あたりの雨量に依存し、観測地点及び所定時間あたりの雨量が同じ場合には、どちらの確率分布も対数正規分布に近い分布となるとともに、２つの分布がほぼ一致することを見出した。そのため、降雨減衰解析装置は、１０分間ごとの降雨強度を示す地点別雨量データに基づいて、観測地点ごとの所定時間あたりの雨量が所定値となる降雨の１０分間ごとの降雨強度の確率分布を対数正規分布で近似し、この確率分布を１分間ごとの降雨強度の確率分布とみなすことで、所定時間内における減衰量の確率分布を解析することが可能になる。   Here, the present inventors examined the probability distribution between the measured value of the rainfall intensity every 10 minutes and the measured value of the rainfall intensity every minute. As a result, the measured value of rainfall intensity every 10 minutes and the probability distribution of rainfall intensity every minute depend on the rainfall per predetermined time for each observation point, and when the rainfall per observation point and the predetermined time are the same Both probability distributions were found to be close to lognormal distributions, and the two distributions almost matched. Therefore, the rain attenuation analysis device calculates the probability distribution of the rainfall intensity every 10 minutes of the rainfall where the rainfall per predetermined time at each observation point becomes a predetermined value based on the rainfall data by point indicating the rainfall intensity every 10 minutes. By approximating with a lognormal distribution and regarding this probability distribution as a probability distribution of rainfall intensity every minute, it becomes possible to analyze the probability distribution of attenuation within a predetermined time.

また、請求項２に記載の区分別減衰量解析装置は、ある観測地点について観測された１０分間ごとの降雨強度のうち、所定時間内における雨量が所定値となる前記降雨強度を示す地点別雨量データによって示される前記降雨強度の確率分布を対数正規分布で近似して、前記確率分布を示す降雨強度分布データを生成する降雨強度分布解析手段と、この降雨強度分布解析手段によって生成された降雨強度分布データに基づいて、前記所定時間あたりの雨量の降雨における前記減衰量の確率分布を解析して当該確率分布を示す減衰量分布データを生成する減衰解析手段とを備える降雨減衰解析装置によって生成された、ある観測地点において所定時間あたりの雨量が所定値となる降雨による電波の減衰量の確率分布を示す減衰量分布データに基づいて、前記減衰量の解析対象となる地域内の複数の区分の各々について降雨による前記電波の減衰量を解析する区分別減衰量解析装置であって、減衰量分布データ記憶手段と、雨量データ入力手段と、減衰量分布データ読み出し手段と、電波減衰解析手段とを備える構成とした。 Further, the classified attenuation amount analysis device according to claim 2 is a point-by-point rainfall amount indicating the rain intensity at a predetermined value within a predetermined time period, among the rainfall intensity values every 10 minutes observed at a certain observation point. A rainfall intensity distribution analyzing means for generating a rainfall intensity distribution data indicating the probability distribution by approximating the probability distribution of the rain intensity indicated by the data with a logarithmic normal distribution, and a rainfall intensity generated by the rainfall intensity distribution analyzing means Based on the distribution data, generated by a rain attenuation analysis device comprising attenuation analysis means for analyzing the probability distribution of the attenuation amount in the rainfall of the rainfall per predetermined time and generating attenuation distribution data indicating the probability distribution. In addition, based on attenuation distribution data indicating the probability distribution of the attenuation of radio waves due to rainfall with a predetermined amount of rainfall per predetermined time at a certain observation point. An attenuation analysis device for each category for analyzing the attenuation of the radio wave due to rainfall for each of a plurality of categories in the area to be analyzed for the attenuation, comprising attenuation distribution data storage means, and rainfall data input Means, attenuation amount distribution data reading means, and radio wave attenuation analysis means.

かかる構成によれば、区分別減衰量解析装置は、減衰量分布データ記憶手段によって、減衰量分布データを観測地点及び雨量と対応付けて、複数の観測地点及び複数の雨量について記憶する。また、雨量データ入力手段によって、区分ごとの所定時間あたりの雨量を示す雨量データを入力し、減衰量分布データ読み出し手段によって、減衰量の確率分布を示す減衰量分布データを記憶する減衰量分布データ記憶手段から、区分ごとに、当該区分に予め対応付けられた観測地点と、雨量データによって示される雨量とに対応する減衰量分布データを読み出す。そして、電波減衰解析手段によって、減衰量分布データ読み出し手段で読み出された減衰量分布データによって示される減衰量の確率分布と、この確率分布において減衰量がある値より大きな値をとる確率である超過確率の許容値を示す許容値データとに基づいて、区分ごとに超過確率がこの許容値となる減衰量を解析する。   According to such a configuration, the attenuation analysis apparatus for each category stores the attenuation distribution data by associating the attenuation distribution data with the observation points and the rainfall, and stores the plurality of observation points and the plurality of rainfalls. Moreover, the rain amount data input means inputs rain amount data indicating the rainfall per predetermined time for each section, and the attenuation amount distribution data reading means stores the attenuation amount distribution data indicating the attenuation probability distribution. For each section, attenuation distribution data corresponding to the observation point associated with the section in advance and the rainfall indicated by the rainfall data are read from the storage means. Then, the probability distribution of the attenuation indicated by the attenuation distribution data read by the attenuation distribution data reading means by the radio wave attenuation analysis means, and the probability that the attenuation takes a value larger than a certain value in this probability distribution. Based on the tolerance value data indicating the tolerance value of the excess probability, the attenuation amount at which the excess probability becomes the tolerance value is analyzed for each section.

これによって、区分別減衰量解析装置は、区分ごとに、雨量データによって示される所定時間あたりの雨量に対応する減衰量分布データを減衰量分布データ記憶手段から読み出し、超過確率が許容値データによって示される許容値となる減衰量を解析することができる。   As a result, the category-by-category attenuation amount analysis apparatus reads the attenuation amount distribution data corresponding to the rainfall per predetermined time indicated by the rainfall amount data for each category from the attenuation amount distribution data storage means, and the excess probability is indicated by the allowable value data. It is possible to analyze the amount of attenuation that is an allowable value.

更に、請求項３に記載の区分別減衰量解析装置は、ある観測地点について観測された所定時間内における雨量が所定値となる降雨の１０分間ごとの降雨強度の確率分布を対数正規分布で近似して生成された、当該確率分布を示す降雨強度分布データを、前記観測地点及び前記雨量と対応付けて、複数の前記観測地点及び複数の前記雨量について記憶する降雨強度分布データ記憶装置から前記降雨強度分布データを読み出して、減衰量の解析対象となる地域内の複数の区分の各々について降雨による電波の減衰量を解析する区分別減衰量解析装置であって、雨量データ入力手段と、降雨強度分布データ読み出し手段と、減衰解析手段と、電波減衰解析手段とを備える構成とした。   Furthermore, the attenuation analysis device according to claim 3 approximates the probability distribution of the rainfall intensity every 10 minutes of the rain when the rainfall within a predetermined time observed at a certain observation point becomes a predetermined value by a lognormal distribution. The rainfall intensity distribution data indicating the probability distribution generated in this manner is associated with the observation point and the rainfall amount, and stored for the plurality of observation points and the plurality of rainfall amounts. A category-specific attenuation analysis device that reads out intensity distribution data and analyzes the attenuation of radio waves due to rainfall for each of a plurality of categories in the area subject to attenuation analysis. A distribution data reading unit, an attenuation analysis unit, and a radio wave attenuation analysis unit are provided.

かかる構成によれば、区分別減衰量解析装置は、雨量データ入力手段によって、区分ごとの所定時間あたりの雨量を示す雨量データを入力し、降雨強度分布データ読み出し手段によって、１０分間ごとの降雨強度の確率分布を示す降雨強度分布データを記憶する降雨強度分布データ記憶装置から、区分ごとに、各々の区分に予め対応付けられた観測地点と、雨量データによって示される雨量とに対応する降雨強度分布データを読み出す。また、減衰解析手段によって、降雨強度分布データ読み出し手段で読み出された降雨強度分布データに基づいて、所定時間あたりの雨量の降雨による電波の減衰量の確率分布を解析し、電波減衰解析手段によって、この確率分布と、確率分布において減衰量がある値より大きな値をとる確率である超過確率の許容値を示す許容値データとに基づいて区分ごとに超過確率が許容値となる減衰量を解析する。   According to this configuration, the category-by-category attenuation amount analysis apparatus inputs the rainfall data indicating the rainfall per predetermined time for each category by the rainfall data input unit, and the rainfall intensity every 10 minutes by the rainfall intensity distribution data reading unit. From the rainfall intensity distribution data storage device that stores the rainfall intensity distribution data indicating the probability distribution of each, the rainfall intensity distribution corresponding to the observation point previously associated with each category and the rainfall indicated by the rainfall data for each category Read data. Further, the attenuation analysis means analyzes the probability distribution of the attenuation of the radio wave due to the rainfall per predetermined time based on the rainfall intensity distribution data read by the rainfall intensity distribution data reading means, and the radio wave attenuation analysis means Based on this probability distribution and the tolerance value data indicating the tolerance value of the excess probability, which is the probability that the attenuation amount takes a value larger than a certain value in the probability distribution, the attenuation amount in which the excess probability becomes the tolerance value for each category is analyzed. To do.

これによって、区分別減衰量解析装置は、区分ごとに、雨量データによって示される所定時間あたりの雨量に対応する、１０分間ごとの降雨強度の確率分布を示す降雨強度分布データを降雨強度分布データ記憶装置から読み出し、１０分間ごとの降雨強度の確率分布を１分間ごとの降雨強度の確率分布とみなして減衰量分布データを生成して、超過確率が許容値データによって示される許容値となる減衰量を解析することができる。   Accordingly, the category-specific attenuation amount analysis apparatus stores the rainfall intensity distribution data indicating the probability distribution of the rainfall intensity every 10 minutes corresponding to the rainfall per predetermined time indicated by the rainfall data for each category. Attenuation amount in which the probability distribution of the excess intensity becomes an allowable value indicated by the allowable value data by generating the attenuation amount distribution data by considering the probability distribution of the rainfall intensity every 10 minutes as the probability distribution of the rainfall intensity every minute. Can be analyzed.

また、請求項４に記載の降雨減衰解析方法は、ある観測地点について観測された１０分間ごとの降雨強度のうち、１時間における雨量が所定値となる前記降雨強度を示す地点別雨量データに基づいて、前記観測地点における前記１時間あたりの雨量の降雨による電波の減衰量の確率分布を解析する降雨減衰解析方法であって、降雨強度分布解析ステップと、減衰解析ステップとを含むことを特徴とする。 Also, rain attenuation analysis method according to claim 4, of the rain rate every 10 minutes observed for an observation point, locational rainfall data indicating the rain intensity rainfall definitive between 1 hour becomes a predetermined value based on the a rain attenuation analyzing method for analyzing a probability distribution of a radio wave attenuation due to rain rainfall per hour in the observation point, the rainfall intensity distribution analysis step, that comprises a damping analysis step Features.

この方法によれば、降雨強度分布解析ステップによって、地点別雨量データによって示される降雨強度の確率分布を対数正規分布で近似して、この確率分布を示す降雨強度分布データを生成する。続いて、減衰解析ステップによって、降雨強度分布データである１０分間降雨強度の確率分布の平均値及び標準偏差を、１分間降雨強度の確率分布の平均値及び標準偏差とみなして、１時間あたりの雨量の降雨における減衰量の確率分布を解析して当該確率分布を示す減衰量分布データを生成する。 According to this method, the rainfall intensity distribution analysis step generates the rainfall intensity distribution data indicating the probability distribution by approximating the probability distribution of the rainfall intensity indicated by the point-by-point rainfall data with the lognormal distribution. Subsequently, in the attenuation analysis step, the average value and standard deviation of the probability distribution of 10-minute rainfall intensity, which is the rainfall intensity distribution data , are regarded as the average value and standard deviation of the probability distribution of 1-minute rainfall intensity per hour. Attenuation distribution data representing the probability distribution is generated by analyzing the probability distribution of the attenuation in the rainfall.

これによって、１０分間ごとの降雨強度を示す地点別雨量データに基づいて、観測地点ごとの所定時間あたりの所定の雨量の降雨の１０分間ごとの降雨強度の確率分布を対数正規分布で近似することで、所定時間内における減衰量の確率分布を解析することができる。   Thus, based on the point-by-point rainfall data indicating the rainfall intensity every 10 minutes, the probability distribution of the rainfall intensity every 10 minutes of the rainfall of the predetermined rainfall per predetermined time for each observation point is approximated by a lognormal distribution. Thus, the probability distribution of the attenuation amount within a predetermined time can be analyzed.

また、請求項５に記載の区分別減衰量解析プログラムは、ある観測地点について観測された１０分間ごとの降雨強度のうち、所定時間内における雨量が所定値となる前記降雨強度を示す地点別雨量データによって示される前記降雨強度の確率分布を対数正規分布で近似して、前記確率分布を示す降雨強度分布データを生成する降雨強度分布解析手段と、この降雨強度分布解析手段によって生成された降雨強度分布データに基づいて、前記所定時間あたりの雨量の降雨における前記減衰量の確率分布を解析して当該確率分布を示す減衰量分布データを生成する減衰解析手段とを備える降雨減衰解析装置によって生成された、ある観測地点において所定時間あたりの雨量が所定値となる降雨による電波の減衰量の確率分布を示す減衰量分布データを、前記観測地点及び前記雨量と対応付けて、複数の前記観測地点及び複数の前記雨量について記憶する減衰量分布データ記憶装置から前記減衰量分布データを読み出して、前記減衰量の解析対象となる地域内の複数の区分の各々について降雨による前記電波の減衰量を解析するためにコンピュータを、雨量データ入力手段、減衰量分布データ読み出し手段、電波減衰解析手段として機能させることとした。 Further, according to the category-specific attenuation amount analysis program, the point-by-point rain amount indicating the rain intensity at a predetermined value within a predetermined time out of the 10-minute rainfall intensity observed at a certain observation point. A rainfall intensity distribution analyzing means for generating a rainfall intensity distribution data indicating the probability distribution by approximating the probability distribution of the rain intensity indicated by the data with a logarithmic normal distribution, and a rainfall intensity generated by the rainfall intensity distribution analyzing means Based on the distribution data, generated by a rain attenuation analysis device comprising attenuation analysis means for analyzing the probability distribution of the attenuation amount in the rainfall of the rainfall per predetermined time and generating attenuation distribution data indicating the probability distribution. Attenuation distribution data showing the probability distribution of the attenuation of radio waves due to rainfall with a certain amount of rainfall per given time at a certain observation point The attenuation distribution data is read out from the attenuation distribution data storage device that stores the plurality of observation points and the plurality of rainfalls in association with the observation point and the rainfall, and the area to be analyzed for the attenuation amount In order to analyze the attenuation amount of the radio wave due to rain for each of the plurality of sections, the computer is caused to function as a rain data input means, an attenuation distribution data reading means, and a radio attenuation analysis means.

かかる構成によれば、区分別減衰量解析プログラムは、雨量データ入力手段によって、区分ごとの所定時間あたりの雨量を示す雨量データを入力し、減衰量分布データ読み出し手段によって、減衰量の確率分布を示す減衰量分布データを記憶する減衰量分布データ記憶装置から、区分ごとに、当該区分に予め対応付けられた観測地点と、雨量データによって示される雨量とに対応する減衰量分布データを読み出す。また、電波減衰解析手段によって、減衰量分布データ読み出し手段で読み出された減衰量分布データによって示される減衰量の確率分布と、この確率分布において減衰量がある値より大きな値をとる確率である超過確率の許容値を示す許容値データとに基づいて、区分ごとに超過確率が許容値となる減衰量を解析する。   According to this configuration, the category-specific attenuation amount analysis program inputs the rainfall amount data indicating the rainfall amount per predetermined time for each category by the rainfall amount data input unit, and the attenuation amount distribution data reading unit calculates the probability distribution of the attenuation amount. From the attenuation distribution data storage device that stores the attenuation distribution data shown, the attenuation distribution data corresponding to the observation point previously associated with the section and the rain indicated by the rain data is read for each section. In addition, the probability distribution of the attenuation indicated by the attenuation distribution data read by the attenuation distribution data reading means by the radio wave attenuation analysis means, and the probability that the attenuation is greater than a certain value in this probability distribution. Based on the tolerance data indicating the tolerance value of the excess probability, the attenuation amount at which the excess probability becomes the tolerance value is analyzed for each category.

これによって、区分別減衰量解析プログラムは、区分ごとに、雨量データによって示される所定時間あたりの雨量に対応する減衰量分布データを減衰量分布データ記憶装置から読み出し、超過確率が許容値データによって示される許容値となる減衰量を解析することができる。   As a result, the attenuation analysis program for each category reads the attenuation distribution data corresponding to the rainfall per predetermined time indicated by the rainfall data for each category from the attenuation distribution data storage device, and the excess probability is indicated by the allowable value data. It is possible to analyze the amount of attenuation that is an allowable value.

本発明に係る降雨減衰解析装置、区分別減衰量解析装置、降雨減衰解析方法及び区分別減衰量解析プログラムでは、以下のような優れた効果を奏する。   The rain attenuation analysis device, the category attenuation analysis device, the rainfall attenuation analysis method, and the category attenuation analysis program according to the present invention have the following excellent effects.

請求項１又は請求項４に記載の発明によれば、１０分間ごとの降雨強度に基づいて、所定時間あたりの雨量が所定値となる降雨による電波の減衰量の確率分布を解析できる。そして、例えば、気象庁の地域気象観測システム（ＡＭｅＤＡＳ；Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）の各々の雨量計によって観測された全国約１３００箇所の観測地点の観測データのように、１０分間ごとの雨量を観測した観測データは容易に入手できるため、この観測データを用いて電波の減衰量の確率分布を解析することが可能になる。   According to the invention described in claim 1 or claim 4, it is possible to analyze the probability distribution of the attenuation amount of the radio wave due to rainfall in which the rainfall per predetermined time becomes a predetermined value based on the rainfall intensity every 10 minutes. And, for example, the rainfall for every 10 minutes was observed like the observation data of about 1300 observation points nationwide observed by each rain gauge of the Meteorological Agency's regional meteorological observation system (AMeDAS; Automated Meteorological Data Acquisition System) Since the observation data can be easily obtained, it is possible to analyze the probability distribution of the attenuation of the radio wave using this observation data.

請求項２、請求項３又は請求項５に記載の発明によれば、１０分間ごとの降雨強度から解析された減衰量の確率分布に基づいて、区分ごとに、雨量データによって示される所定時間あたりの雨量の降雨による、超過確率が許容値データによって示される許容値となる減衰量を解析することができる。そして、例えば、この減衰量を補償する降雨マージンを送信電力に与えて電波を衛星から送信すると、放送や通信が降雨によって遮断される確率は、この許容値によって示される確率となる。この許容値を十分小さい値に設定して解析された減衰量に基づいて、降雨マージンを与えて電波を送信することで、時間とともに変化する降雨強度に応じた降雨減衰補償を行うことができる。   According to the invention of claim 2, claim 3 or claim 5, based on the probability distribution of attenuation analyzed from the rainfall intensity every 10 minutes, for each predetermined time indicated by the rainfall data for each section. It is possible to analyze an attenuation amount at which the excess probability becomes an allowable value indicated by the allowable value data due to the rainfall of the current amount of rain. For example, if a rain margin that compensates for this attenuation is applied to the transmission power and radio waves are transmitted from the satellite, the probability that the broadcast or communication is interrupted by the rain is the probability indicated by this allowable value. By setting the allowable value to a sufficiently small value and transmitting a radio wave with a rain margin based on the analyzed attenuation amount, it is possible to perform rain attenuation compensation according to the rainfall intensity that changes with time.

また、区分ごとに減衰量を解析するので、降雨の集中によって減衰量が特に大きくなる範囲を特定でき、例えば、衛星放送の電波をフェーズドアレーアンテナのような、電波を送受信する地域の特定の範囲のみに高い電力で電波を送信できるアンテナによって送信することで、減衰量が特に大きくなる範囲に対して局所的に電波の強度を高くすることができるため、効率よく降雨減衰の補償ができる。   In addition, since the attenuation is analyzed for each category, it is possible to specify the range where the attenuation is particularly large due to the concentration of rainfall.For example, the specific range of the area where radio waves are transmitted and received, such as satellite broadcast waves, such as phased array antennas By transmitting with an antenna that can transmit radio waves with high power only, the intensity of radio waves can be locally increased with respect to a particularly large range of attenuation, so that rain attenuation can be compensated efficiently.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［降雨マージン算出装置による降雨減衰補償の概要］
まず、図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態である降雨マージン算出装置１（１Ａ）による降雨減衰補償の概要について説明する。図１は、本発明における降雨マージン算出装置による降雨減衰補償の概要を模式的に示す説明図である。図２は、本発明における降雨マージン算出装置によって算出された降雨マージンを与えて、降雨減衰補償を行う例を示す説明図、（ａ）は、フェーズドアレーアンテナによって、電波を送受信する地域に降雨マージンを与えた電波を送信し、降雨の集中する一部の範囲に特に高い強度の電波を送信する例を示す模式図、（ｂ）は、（ａ）において送信される電波の強さを表すグラフである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Outline of Rain Attenuation Compensation by Rain Margin Calculation Device]
First, with reference to FIG.1 and FIG.2, the outline | summary of the rain attenuation compensation by the rain margin calculation apparatus 1 (1A) which is embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing an outline of rain attenuation compensation by a rain margin calculating apparatus according to the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example in which a rain margin is calculated by giving a rain margin calculated by the rain margin calculating apparatus according to the present invention, and (a) shows a rain margin in an area where radio waves are transmitted and received by a phased array antenna. The schematic diagram which shows the example which transmits the radio wave which gave the wave, and transmits the especially high intensity | strength radio wave to the one part range where rainfall concentrates, (b) is a graph showing the strength of the radio wave transmitted in (a) It is.

図１に示すように、降雨マージン算出装置１（１Ａ）は、所定の観測地点において観測された１０分間ごとの雨量（１０分間雨量）を示す地点別雨量データに基づいて地点ごとの降雨減衰量の確率分布を示す減衰量を解析し、降雨の発生時における衛星放送の電波の減衰量を解析して降雨マージンを算出するものである。   As shown in FIG. 1, the rain margin calculating apparatus 1 (1A) is configured to calculate the rain attenuation amount for each point based on the point-by-point rainfall data indicating the rainfall for every 10 minutes (rainfall for 10 minutes) observed at a predetermined observation point. The rain margin is calculated by analyzing the attenuation amount indicating the probability distribution of the satellite broadcast and analyzing the attenuation amount of the radio wave of the satellite broadcast when the rain occurs.

なお、ここでは、降雨マージン算出装置１（１Ａ）は、降雨減衰の解析対象となる地域である日本国内全域を、５ｋｍ四方の正方形の単位で分割した区分ごとの１時間雨量の予測値である雨量データを入力し、メッシュごとに減衰量を解析して、降雨マージンを算出することとした。この雨量データには、例えば、気象庁によって発表される、メッシュごとの１時間雨量の予測値を示す降水短時間予報のデータを用いることができる。なお、この区分は、前記のものに限定されることなく、例えば、１０ｋｍ四方の正方形の単位で分割したものであってもよいし、また、人口の多い所定の地域等としてもよい。   Here, the rainfall margin calculation device 1 (1A) is a predicted value of the rainfall for one hour for each section obtained by dividing the entire area of Japan, which is an analysis target of rain attenuation, into square units of 5 km square. The rainfall margin was calculated by inputting the rainfall data and analyzing the attenuation for each mesh. For this rainfall data, for example, data of a short-term precipitation forecast that is announced by the Japan Meteorological Agency and indicates a predicted value of one-hour rainfall for each mesh can be used. In addition, this division is not limited to the above-mentioned ones, and may be divided, for example, in units of a 10 km square, or may be a predetermined area with a large population.

また、図２（ａ）に示すように、この電波を送信するアンテナを、フェーズドアレーアンテナＡとすることで、電波を送受信する地域の一部の範囲に特に高い強度の電波（増力ビーム）を送信できる。このフェーズドアレーアンテナＡは、電波を送信する複数のホーンｈ、ｈ、…と、このホーンｈ、ｈ、…によって送信された電波を反射して、電波を地上の送受信局に送信する反射鏡Ｒとを備え、各々のホーンｈから送信される電波の位相や振幅を調整することで、送信される電波の強度を所望の放射パターンにすることができる。   Further, as shown in FIG. 2 (a), the antenna for transmitting the radio wave is a phased array antenna A, so that a particularly high intensity radio wave (intensifying beam) is transmitted to a part of the area where the radio wave is transmitted and received. Can be sent. This phased array antenna A reflects a plurality of horns h, h,... That transmit radio waves, and a reflector R that reflects the radio waves transmitted by the horns h, h,. By adjusting the phase and amplitude of the radio wave transmitted from each horn h, the intensity of the radio wave transmitted can be set to a desired radiation pattern.

そのため、フェーズドアレーアンテナＡが、本発明における降雨マージン算出装置１（１Ａ）によって算出された降雨マージンを送信電力に与えて、降雨による減衰量の大きい範囲Ｄ1、Ｄ2に増力ビームＢ1、Ｂ2を送信することで、効率よく降雨減衰補償を行うことができる。図２の例では、降雨が集中する範囲Ｄ1、Ｄ2の減衰量が特に大きいため、図２（ｂ）に示すように、フェーズドアレーアンテナＡによって、この範囲Ｄ1、Ｄ2には、晴天時に必要となる送信電力値Ｉｃに、更に降雨マージンＩｂ1、Ｉｂ2を加えた増力ビームＢ1、Ｂ2を送信する。 Therefore, the phased array antenna A gives the rain margin calculated by the rain margin calculating device 1 (1A) according to the present invention to the transmission power, and the boost beam B 1 , in the ranges D 1 and D 2 where the attenuation due to rain is large, By transmitting B 2 , rain attenuation compensation can be performed efficiently. In the example of FIG. 2, because the attenuation amount in the range D 1, D 2 which rainfall is concentrated particularly large, as shown in FIG. 2 (b), the phased array antenna A, in this range D 1, D 2 are, Booster beams B 1 and B 2 are transmitted by adding rain margins Ib 1 and Ib 2 to the transmission power value Ic required in fine weather.

［降雨マージン算出装置の構成（第一の実施の形態）］
次に、図３を参照して、本発明における第一の実施の形態である降雨マージン算出装置１の構成について説明する。図３は、本発明における第一の実施の形態である降雨マージン算出装置の構成を示したブロック図である。降雨マージン算出装置１は、外部から地点別雨量データを入力し、この観測地点ごとの降雨減衰量の確率分布を解析するとともに、この降雨減衰量の確率分布を示す減衰量分布データと外部から入力された雨量データと、１時間あたりで放送が遮断されない時間を示す要求放送時間データとに基づいて、降雨マージンを算出するものである。降雨マージン算出装置１は、降雨減衰解析装置３と、メッシュ減衰量解析装置５とを備える。 [Configuration of Rainfall Margin Calculation Device (First Embodiment)]
Next, the configuration of the rain margin calculating apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the rain margin calculating apparatus according to the first embodiment of the present invention. The rainfall margin calculation device 1 inputs rainfall data for each point from the outside, analyzes the probability distribution of rainfall attenuation at each observation point, and inputs the attenuation distribution data indicating the probability distribution of this rainfall attenuation from the outside. The rain margin is calculated on the basis of the rain data and the requested broadcast time data indicating the time during which broadcasting is not interrupted per hour. The rainfall margin calculation device 1 includes a rain attenuation analysis device 3 and a mesh attenuation amount analysis device 5.

（降雨減衰解析装置の構成）
降雨減衰解析装置３は、地点別雨量データに基づいて、各々の観測地点における衛星放送の電波の減衰量の確率分布を解析するものである。ここでは、降雨減衰解析装置３は、地点別雨量データ入力手段３１と、降雨強度分布解析手段３２と、解析データ記憶手段３３と、減衰解析手段３４と、減衰量分布データ出力手段３５とを備える。そして、ここでは、降雨減衰解析装置３は、複数の観測地点において継続的に観測された１０分間雨量を示す地点別雨量データを入力し、観測地点ごとに衛星放送の電波の減衰量の確率分布を解析して、この減衰量の確率分布を示す減衰量分布データを、観測地点と、この地点別雨量データによって示される１０分間雨量を１時間分加算した１時間雨量とに対応させてメッシュ減衰量解析装置５の減衰量分布データ記憶手段５２に記憶することとした。 (Configuration of rain attenuation analyzer)
The rain attenuation analysis device 3 analyzes the probability distribution of the attenuation amount of the radio wave of the satellite broadcast at each observation point based on the rainfall data for each point. Here, the rain attenuation analysis device 3 includes point-by-point rainfall data input means 31, rainfall intensity distribution analysis means 32, analysis data storage means 33, attenuation analysis means 34, and attenuation distribution data output means 35. . Here, the rain attenuation analysis device 3 inputs point-by-point rainfall data indicating 10-minute rainfall continuously observed at a plurality of observation points, and the probability distribution of the attenuation of radio waves of satellite broadcasting at each observation point. The attenuation distribution data indicating the probability distribution of this attenuation amount is correlated with the observation point and the 1-hour rainfall amount obtained by adding the 10-minute rainfall amount indicated by this point-specific rainfall data for one hour. The attenuation amount distribution data storage means 52 of the amount analysis device 5 is stored.

地点別雨量データ入力手段３１は、外部から地点別雨量データを入力するものである。ここでは、地点別雨量データ入力手段３１は、全国約１３００箇所の観測地点に設置されたＡＭｅＤＡＳの雨量計によって過去に観測された複数の１０分間雨量のデータを、地点別雨量データとして入力することとした。ここで入力された地点別雨量データは、降雨強度分布解析手段３２に出力される。   The point-by-point rainfall data input means 31 inputs point-by-point rainfall data from the outside. Here, the point-by-point rainfall data input means 31 inputs a plurality of 10-minute rainfall data observed in the past by AMeDAS rain gauges installed at about 1,300 observation points nationwide as point-by-point rain data. It was. The point-by-point rainfall data input here is output to the rainfall intensity distribution analysis means 32.

降雨強度分布解析手段３２は、地点別雨量データ入力手段３１から入力された地点別雨量データに基づいて、観測地点ごとに継続して観測された６つの１０分間雨量の合計である１時間（所定時間）あたりの雨量を算出し、この１時間雨量が所定値となる時の、当該１０分間雨量によって示されるこの１０分間における降雨強度（１０分間降雨強度）の確率分布を対数正規分布で近似して、当該確率分布を示す降雨強度分布データを生成するものである。ここで生成された降雨強度分布データは、減衰解析手段３４の減衰分布算出手段３４２に出力される。   The rainfall intensity distribution analysis means 32 is based on the point-by-point rainfall data input from the point-by-point rainfall data input means 31 for one hour (predetermined total of six 10-minute rainfalls observed at each observation point. The amount of rainfall per hour) is calculated, and the probability distribution of the 10-minute rainfall intensity (10-minute rainfall intensity) indicated by the 10-minute rainfall when the 1-hour rainfall reaches a predetermined value is approximated by a lognormal distribution. Thus, rainfall intensity distribution data indicating the probability distribution is generated. The rainfall intensity distribution data generated here is output to the attenuation distribution calculating means 342 of the attenuation analyzing means 34.

この所定値となる１時間雨量は、例えば、５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、…のように５ｍｍおきの雨量を設定することとしてもよいし、２ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、…のように雨量が小さいほど間隔を狭くして設定することとしてもよいし、また、降雨減衰の生じやすい大きい雨量の間隔を狭くして設定することとしてもよい。そして、降雨強度分布解析手段３２は、入力された１０分間雨量を１時間分加算して１時間雨量を算出し、この１時間雨量が所定値となる当該６つの１０分間雨量の組を複数取り出して、観測地点及び１時間雨量ごとに、１０分間雨量によって示される１０分間降雨強度の確率分布を対数正規分布で近似する。そして、この確率分布を示す降雨強度分布データを生成する。   The predetermined one-hour rainfall may be set at 5 mm intervals such as 5 mm, 10 mm, 15 mm,..., And the rainfall is small as 2 mm, 5 mm, 10 mm, 20 mm,. The interval may be set to be narrower, or the interval between large rainfalls where rain attenuation is likely to occur may be set to be narrower. Then, the rainfall intensity distribution analysis means 32 calculates the 1-hour rainfall by adding the input 10-minute rainfall for one hour, and takes out a plurality of sets of the six 10-minute rainfalls for which the one-hour rainfall is a predetermined value. Then, the probability distribution of the 10-minute rainfall intensity indicated by the 10-minute rainfall is approximated by a lognormal distribution for each observation point and one-hour rainfall. Then, rainfall intensity distribution data indicating this probability distribution is generated.

ここで、図４を参照（適宜図３参照）して、降雨強度分布解析手段３２が、１０分間降雨強度の確率分布を対数正規分布で近似する理由について説明する。図４は、東京及び鹿児島の２つの観測地点において観測された、１時間雨量が５ｍｍとなる降雨の１分間降雨強度及び１０分間降雨強度の確率分布を対数正規確率紙にプロットしたグラフである。なお、ここでは、東京における降雨の１分間降雨強度を三角で示し、１０分間降雨強度の近似直線を点線で示した。また、鹿児島における降雨の１分間降雨強度を丸で示し、１０分間降雨強度の近似直線を一点鎖線で示した。   Here, with reference to FIG. 4 (refer to FIG. 3 as appropriate), the reason why the rainfall intensity distribution analysis means 32 approximates the probability distribution of the 10-minute rainfall intensity with a lognormal distribution will be described. FIG. 4 is a graph obtained by plotting a probability distribution of a 1-minute rainfall intensity and a 10-minute rainfall intensity of 1-minute rainfall observed at two observation points in Tokyo and Kagoshima on a log-normal probability paper. Here, the rainfall intensity for 1 minute of rainfall in Tokyo is indicated by a triangle, and the approximate straight line of the rainfall intensity for 10 minutes is indicated by a dotted line. Moreover, the 1-minute rainfall intensity in Kagoshima is indicated by a circle, and the approximate straight line of the 10-minute rainfall intensity is indicated by a one-dot chain line.

図４に示すように、２箇所の観測地点（東京及び鹿児島）において１分間雨量及び１０分間雨量を計測し、１時間雨量が５ｍｍとなる１分間雨量及び１０分間雨量に基づいて１分間降雨強度及び１０分間降雨強度を算出して、当該１分間降雨強度及び１０分間降雨強度の各々の値を超える確率である超過確率を算出して、対数正規確率紙に打点したところ、それぞれの観測地点の１分間降雨強度及び１０分間降雨強度の点がほぼ直線上に配列された。そのため、１分間降雨強度及び１０分間降雨強度の確率分布は対数正規分布で近似できることが分かった。また、各々の観測地点の１分間降雨強度及び１０分間降雨強度の点がほぼ同一直線上に配列されたため、１分間降雨強度及び１０分間降雨強度がほぼ同一の確率分布を有することが分かった。そこで、降雨強度分布解析手段３２は、地点別雨量データ入力手段３１から入力される地点別雨量データに基づいて観測地点及び１時間降雨強度ごとに、１０分間雨量から１０分間降雨強度を算出し、この１０分間降雨強度の確率分布を対数正規分布で近似することとした。   As shown in FIG. 4, 1-minute rainfall and 10-minute rainfall are measured at two observation points (Tokyo and Kagoshima), and 1-minute rainfall intensity based on 1-minute rainfall and 10-minute rainfall with 1-hour rainfall of 5 mm. And 10-minute rainfall intensity, and the excess probability, which is the probability of exceeding the 1-minute rainfall intensity and 10-minute rainfall intensity, is calculated on the log-normal probability paper. The points of 1 minute rainfall intensity and 10 minute rainfall intensity were arranged almost on a straight line. Therefore, it was found that the probability distribution of 1-minute rainfall intensity and 10-minute rainfall intensity can be approximated by a lognormal distribution. Moreover, since the points of 1-minute rainfall intensity and 10-minute rainfall intensity at each observation point were arranged on substantially the same straight line, it was found that the 1-minute rainfall intensity and the 10-minute rainfall intensity had almost the same probability distribution. Therefore, the rainfall intensity distribution analyzing means 32 calculates the rainfall intensity for 10 minutes from the rainfall for 10 minutes for each observation point and 1 hour rainfall intensity based on the rainfall data for each point input from the rainfall data input means 31 for each point. The probability distribution of this 10-minute rainfall intensity was approximated by a lognormal distribution.

図３に戻って説明を続ける。以下、降雨強度分布解析手段３２が、地点別雨量データに基づいて、１時間雨量が所定値となる１０分間降雨強度の確率分布を対数正規分布で近似して、当該確率分布を示す降雨強度分布データを生成する方法の例を説明する。降雨強度分布解析手段３２は、観測地点及び所定値の１時間雨量ごとに、１０分間雨量を１時間分加算した１時間雨量が所定値となる６個の１０分間雨量の組を複数取り出す。そして、降雨強度分布解析手段３２は、１０分間雨量の各々について、値を６倍して１０分間降雨強度を算出する。そして、降雨強度分布解析手段３２は、各々の組の６個の１０分間降雨強度の値を昇順に並び替え、値が小さいものから順に５つの１０分間降雨強度の超過確率を８３．３３％、６６．６７％、５０％、３３．３３％、１６．６７％とする。   Returning to FIG. 3, the description will be continued. Hereinafter, the rainfall intensity distribution analysis means 32 approximates the probability distribution of the 10-minute rainfall intensity with a predetermined value of the one-hour rainfall based on the point-by-point rainfall data with a lognormal distribution, and shows the rainfall intensity distribution indicating the probability distribution. An example of a method for generating data will be described. The rainfall intensity distribution analyzing means 32 takes out a plurality of sets of six 10-minute rainfalls, each of which has a predetermined value of the one-hour rainfall obtained by adding the 10-minute rainfall for one hour for each observation point and a predetermined value of one-hour rainfall. Then, the rainfall intensity distribution analysis means 32 calculates the 10-minute rainfall intensity by multiplying the value by 6 for each 10-minute rainfall. Then, the rainfall intensity distribution analysis means 32 sorts the six 10-minute rainfall intensity values of each set in ascending order, and sets the five 10-minute rainfall intensity excess probabilities in the order of increasing values from 83.33%, 66.67%, 50%, 33.33%, and 16.67%.

更に、降雨強度分布解析手段３２は、複数の組の１０分間降雨強度とその超過確率とに基づいて、超過確率ｐ（ｐは８３．３３％、６６．６７％、５０％、３３．３３％、１６．６７％のいずれか）における１０分間降雨強度Ｒｐを、以下の式（１）によって算出する。ここで、Ｍｅｄｉａｎ｛｝は括弧内の数値の中央値を示す。また、Ｒｐ［ｋ］は、ｎ個の組のうちのｋ番目の組において超過確率がｐとなる１０分間降雨強度を示す。
Ｒｐ＝Ｍｅｄｉａｎ｛Ｒｐ［１］、Ｒｐ［２］、…、Ｒｐ［ｎ］｝ …（１） Further, the rainfall intensity distribution analyzing means 32 determines the excess probability p (p is 83.33%, 66.67%, 50%, 33.33%) based on a plurality of sets of 10-minute rainfall intensity and the excess probability. , 16.67%) is calculated by the following formula (1). Here, Median {} indicates the median value in the parentheses. Further, Rp [k] represents the 10-minute rainfall intensity in which the excess probability is p in the kth group among the n groups.
Rp = Median {Rp [1], Rp [2],..., Rp [n]} (1)

そして、降雨強度分布解析手段３２は前記の式（１）によって算出された、超過確率が８３．３３％、６６．６７％、５０％、３３．３３％、１６．６７％の１０分間降雨強度の平均値と標準偏差とを算出し、降雨強度分布データとする。なお、前記したように、１０分間降雨強度と１分間降雨強度はほぼ一致するため、ここで算出された１０分間降雨強度の確率分布の平均値と標準偏差を１分間降雨強度の確率分布の平均値と標準偏差とし、後記する減衰分布算出手段３４２によって減衰量を算出する際に用いることとした。   Then, the rainfall intensity distribution analysis means 32 calculates the intensity of precipitation for 10 minutes with the probability of excess being 83.33%, 66.67%, 50%, 33.33%, 16.67% calculated by the above equation (1). The average value and the standard deviation are calculated and used as rainfall intensity distribution data. As described above, since the 10-minute rainfall intensity and the 1-minute rainfall intensity substantially coincide, the average value and standard deviation of the 10-minute rainfall intensity calculated here are the average of the 1-minute rainfall intensity probability distribution. The value and the standard deviation are used when calculating the attenuation amount by the attenuation distribution calculating means 342 described later.

解析データ記憶手段３３は、後記する減衰解析手段３４によって減衰量の確率分布を算出するために必要となるデータを予め記憶するもので、半導体メモリ、ハードディスク等の一般的な記憶手段である。ここでは、解析データ記憶手段３３に、後記する降雨区間長算出手段３４１によって、衛星放送の電波の伝送路上において降雨が発生している区間の長さである降雨区間長を算出する際に必要となる、観測地点位置データ、衛星軌道位置データ、及び、雨滴層高度データと、後記する減衰分布算出手段３４２によって減衰量の確率分布を算出する際に必要となる周波数パラメータとを記憶することとした。   The analysis data storage means 33 stores in advance data necessary for calculating the probability distribution of the attenuation amount by the attenuation analysis means 34 described later, and is a general storage means such as a semiconductor memory or a hard disk. Here, it is necessary for the analysis data storage means 33 to calculate the rain section length, which is the length of the section where the rain is occurring on the satellite broadcast radio wave transmission path, by the rain section length calculating means 341 described later. The observation point position data, the satellite orbit position data, the raindrop height data, and the frequency parameters necessary for calculating the probability distribution of the attenuation amount by the attenuation distribution calculating means 342 described later are stored. .

なお、観測地点位置データは、観測地点の位置（緯度と経度）を示すものである。また、衛星軌道位置データは、衛星の軌道位置を示すものである。更に、雨滴層高度データは、観測地点ごとの、降雨雲が雨滴から氷晶へと変化する気温０℃高度である雨滴層高度［ｋｍ］を示すものである。   The observation point position data indicates the position (latitude and longitude) of the observation point. The satellite orbit position data indicates the orbit position of the satellite. Further, the raindrop layer altitude data indicates the raindrop layer altitude [km] at a temperature of 0 ° C. at which the rain clouds change from raindrops to ice crystals for each observation point.

また、周波数パラメータは、降雨区間長の単位長さあたりの減衰量を示す降雨減衰係数Ａ0が、以下の式（２）によって近似される場合において、電波の周波数と偏波とに依存するパラメータγ、ｎと、周波数とを対応させたものである。ここで、Ｒは１分間降雨強度［ｍｍ／ｈ］である。
Ａ0＝γ・Ｒn［ｄＢ／ｋｍ］ …（２） The frequency parameter is a parameter that depends on the frequency and polarization of the radio wave when the rain attenuation coefficient A 0 indicating the attenuation per unit length of the rain section length is approximated by the following equation (2). γ, n and frequency are associated with each other. Here, R is the rainfall intensity [mm / h] for 1 minute.
A 0 = γ · R n [dB / km] (2)

減衰解析手段３４は、降雨強度分布解析手段３２によって生成された降雨強度分布データに基づいて、降雨強度が解析された観測地点及び１時間雨量に対応する減衰量の確率分布を示す減衰量分布データを生成するものである。ここでは、減衰解析手段３４は、降雨区間長算出手段３４１と、減衰分布算出手段３４２とを備える。   The attenuation analysis means 34 is attenuation distribution data indicating the probability distribution of the attenuation corresponding to the observation point where the rainfall intensity is analyzed and the one hour rainfall based on the rainfall intensity distribution data generated by the rainfall intensity distribution analysis means 32. Is generated. Here, the attenuation analysis unit 34 includes a rainfall section length calculation unit 341 and an attenuation distribution calculation unit 342.

降雨区間長算出手段３４１は、観測地点ごとに降雨区間長を算出するものである。ここで算出された降雨区間長は、減衰分布算出手段３４２に出力される。なお、この降雨区間長は、例えば、非特許文献１に記載されている方法等の一般的な方法で算出することができる。ここで、図５を参照（適宜図３参照）して、降雨区間長算出手段３４１が、降雨区間長を算出する例について説明する。図５は、雨滴層高度と、衛星放送の電波の降雨区間長とを模式的に示した説明図である。   The rainfall section length calculation means 341 calculates the rain section length for each observation point. The rainfall section length calculated here is output to the attenuation distribution calculating means 342. In addition, this rainfall section length is computable by general methods, such as the method described in the nonpatent literature 1, for example. Here, with reference to FIG. 5 (refer to FIG. 3 as appropriate), an example in which the rainfall section length calculation means 341 calculates the rain section length will be described. FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing the height of the raindrop layer and the length of the rain section of satellite broadcast radio waves.

図５に示すように、仰角θ［°］の衛星放送の電波の伝送路Ｔにおいて、観測地点Ｏから気温０℃高度までの長さＤ［ｋｍ］が、降雨区間長となる。そして、降雨区間長算出手段３４１は、この降雨区間長Ｄを、以下の式（３）に基づいて算出する。なお、Ｈ［ｋｍ］は、各々の観測地点Ｏにおける雨滴層高度であり、また、伝送路Ｔの仰角θは、解析データ記憶手段３３に記憶された、観測地点位置データと衛星軌道位置データとに基づいて算出することができる。
Ｄ＝Ｈ・ｃｏｓｅｃθ［ｋｍ］ …（３） As shown in FIG. 5, in a satellite broadcast radio wave transmission path T at an elevation angle θ [°], the length D [km] from the observation point O to the temperature of 0 ° C. is the rainfall section length. Then, the rainfall section length calculation means 341 calculates the rain section length D based on the following equation (3). H [km] is the raindrop height at each observation point O, and the elevation angle θ of the transmission line T is the observation point position data and satellite orbit position data stored in the analysis data storage means 33. Can be calculated based on
D = H · cosecθ [km] (3)

図３に戻って説明を続ける。減衰分布算出手段３４２は、降雨区間長算出手段３４１から入力される降雨区間長と、降雨強度分布解析手段３２から入力される降雨強度分布データとに基づいて、観測地点ごとの降雨による減衰量の確率分布を解析し、この確率分布を示す減衰量分布データを生成するものである。ここで生成された減衰量分布データは、観測地点と、１時間雨量とに対応付けられて減衰量分布データ出力手段３５に出力される。   Returning to FIG. 3, the description will be continued. The attenuation distribution calculating means 342 is configured to calculate the amount of attenuation due to rain for each observation point based on the rainfall section length input from the rainfall section length calculating means 341 and the rain intensity distribution data input from the rainfall intensity distribution analyzing means 32. The probability distribution is analyzed, and attenuation distribution data indicating the probability distribution is generated. The attenuation distribution data generated here is output to the attenuation distribution data output means 35 in association with the observation point and the one-hour rainfall.

なお、ここでは、減衰量の確率分布が対数正規分布で近似できることとし、減衰分布算出手段３４２は、降雨強度分布解析手段３２によって解析された１０分間降雨強度の確率分布の平均値と標準偏差を、１分間降雨強度の確率分布の平均値と標準偏差とみなして、この平均値と標準偏差とを、この１分間降雨強度の確率分布を有する降雨による減衰量の確率分布を示す平均値と標準偏差とに変換して、減衰量分布データとすることとした。ここで、図６を参照（適宜図３参照）して、減衰量の確率分布を対数正規分布で近似する理由について説明する。図６は、東京において観測された、１時間雨量が５ｍｍ及び１０ｍｍとなる降雨の１分間降雨強度及び減衰量の確率分布を対数正規確率紙にプロットしたグラフである。なお、ここでは、１時間雨量が５ｍｍの時の１分間降雨強度を三角、減衰量を白抜きの三角、１時間雨量が１０ｍｍの時の１分間降雨強度を丸、減衰量を白抜きの丸で示した。また、各々の分布を示す点の近似直線も示した。   Here, it is assumed that the probability distribution of attenuation can be approximated by a lognormal distribution, and the attenuation distribution calculating means 342 calculates the average value and standard deviation of the probability distribution of 10-minute rainfall intensity analyzed by the rainfall intensity distribution analyzing means 32. Considering the average value and standard deviation of the probability distribution of 1-minute rainfall intensity, the average value and standard deviation are used as the average value and standard indicating the probability distribution of attenuation due to rainfall having the probability distribution of 1-minute rainfall intensity. It was decided that it would be converted into a deviation and used as attenuation amount distribution data. Here, the reason why the probability distribution of the attenuation amount is approximated by a lognormal distribution will be described with reference to FIG. 6 (refer to FIG. 3 as appropriate). FIG. 6 is a graph obtained by plotting probability distributions of 1-minute rainfall intensity and attenuation of rainfall with an hourly rainfall of 5 mm and 10 mm observed in Tokyo on a lognormal probability paper. In addition, here, the rainfall intensity for 1 minute when the hourly rainfall is 5 mm is triangular, the attenuation is white triangle, and the rainfall intensity for 1 minute when the hourly rainfall is 10 mm is round, and the attenuation is white. It showed in. Moreover, the approximate straight line of the point which shows each distribution was also shown.

図６に示すように、１時間雨量が５ｍｍと、１０ｍｍの場合について、１分間雨量と１２ＧＨｚ帯の電波の降雨による減衰量とを計測し、１分間雨量から算出された１分間降雨強度及び減衰量の各々の値を超える確率である超過確率を算出して、対数正規確率紙に打点したところ、それぞれの点がほぼ直線上に配列された。そのため、１分間降雨強度と同様に、減衰量の確率分布も対数正規分布で近似できることが分かった。   As shown in FIG. 6, when the hourly rainfall is 5 mm and 10 mm, the one-minute rainfall and the attenuation due to the rain of the radio wave in the 12 GHz band are measured, and the one-minute rainfall intensity and attenuation calculated from the one-minute rainfall. When the excess probability, which is the probability of exceeding each value of the quantity, was calculated and scored on a lognormal probability paper, each point was arranged on a substantially straight line. Therefore, it was found that the probability distribution of attenuation can be approximated by a lognormal distribution as well as the 1-minute rainfall intensity.

図３に戻って説明を続ける。ここで、減衰分布算出手段３４２は、降雨強度分布解析手段３２によって解析された降雨強度分布データによって示される平均値と標準偏差とを、例えば、非特許文献１に記載されている方法等によって、減衰量の確率分布を示す平均値と標準偏差とに変換することができる。   Returning to FIG. 3, the description will be continued. Here, the attenuation distribution calculating unit 342 calculates the average value and the standard deviation indicated by the rainfall intensity distribution data analyzed by the rainfall intensity distribution analyzing unit 32 by, for example, a method described in Non-Patent Document 1. It can convert into the average value and standard deviation which show the probability distribution of attenuation amount.

以下、減衰分布算出手段３４２が降雨強度分布データによって示される平均値と標準偏差とを、減衰量の確率分布を示す平均値と標準偏差とに変換する方法について説明する。減衰量Ａは、以下の式（４）で表される。ここで、γ、ｎは、解析データ記憶手段３３に記憶された周波数パラメータ、Ｒは１分間降雨強度［ｍｍ／ｈ］、積分は伝送路にわたっての線積分である。
Ａ＝γ・∫Ｒnｄｘ［ｄＢ］ …（４） Hereinafter, a method in which the attenuation distribution calculating unit 342 converts the average value and the standard deviation indicated by the rainfall intensity distribution data into the average value and the standard deviation indicating the probability distribution of the attenuation amount will be described. The attenuation amount A is expressed by the following formula (4). Here, γ and n are frequency parameters stored in the analysis data storage means 33, R is the rainfall intensity [mm / h] for 1 minute, and the integral is a line integral over the transmission line.
A = γ · ∫R n dx [dB] (4)

そして、１分間降雨強度Ｒが対数正規分布に従い、ｌｏｇ10Ｒの平均値をｍ、標準偏差をｓとすると、減衰量Ａの分布は、対数正規分布で近似でき、ｌｏｇ10Ａの平均値ｍe、標準偏差ｓeは、式（５）、式（６）に示すようになる。なお、Ｋは、ｌｏｇ10ｅ（＝０．４３４３）である。 Then, if the rainfall intensity R for one minute follows a lognormal distribution, the average value of log 10 R is m, and the standard deviation is s, the distribution of the attenuation A can be approximated by a log normal distribution, and the average value m of log 10 A e and standard deviation s e are as shown in equations (5) and (6). Note that K is log 10 e (= 0.4343).

Figure 0004511979
Figure 0004511979

ここで、μA、σA 2は、減衰量Ａの平均値及び分散で、それぞれ、以下の式（７）、式（８）によって示される。なお、Ｄは、前記の式（３）によって求められた降雨区間長、αは、１分間降雨強度Ｒの空間相関を示すパラメータ（α≒０．３５）である。 Here, μ A and σ A 2 are the average value and the variance of the attenuation A, and are represented by the following equations (7) and (8), respectively. Here, D is the length of the rainfall section obtained by the above equation (3), and α is a parameter (α≈0.35) indicating the spatial correlation of the rainfall intensity R for 1 minute.

Figure 0004511979
Figure 0004511979

なお、減衰解析手段３４が降雨強度分布データに基づいて減衰量の確率分布を解析する方法は前記の方法に限定されることなく、１分間降雨強度から減衰量を算出する他の方法を適用してもよい。また、ここでは、減衰解析手段３４が、降雨強度分布データによって示される平均値と標準偏差を減衰量の確率分布を示す平均値と標準偏差とに変換することとしたが、例えば、減衰解析手段３４が、所定の超過確率となる降雨強度を複数算出し、各々の降雨強度を１分間降雨強度として減衰量に変換することとしてもよい。   The method for the attenuation analysis means 34 to analyze the probability distribution of the attenuation based on the rainfall intensity distribution data is not limited to the above method, and other methods for calculating the attenuation from the rainfall intensity for 1 minute are applied. May be. Here, the attenuation analysis unit 34 converts the average value and the standard deviation indicated by the rainfall intensity distribution data into the average value and the standard deviation indicating the probability distribution of the attenuation amount. For example, the attenuation analysis unit 34 34 may calculate a plurality of rainfall intensities that have a predetermined excess probability, and convert each of the rainfall intensities as a one-minute rainfall intensity into an attenuation amount.

減衰量分布データ出力手段３５は、減衰解析手段３４から入力された減衰量分布データを外部へ出力するものである。なお、ここでは、減衰量分布データ出力手段３５は、減衰量分布データを観測地点と１時間雨量とに対応付けてメッシュ減衰量解析装置５に出力することとした。   The attenuation amount distribution data output means 35 outputs the attenuation amount distribution data input from the attenuation analysis means 34 to the outside. Here, the attenuation amount distribution data output means 35 outputs the attenuation amount distribution data to the mesh attenuation amount analysis device 5 in association with the observation point and the one hour rainfall.

（メッシュ減衰量解析装置の構成）
次に、メッシュ減衰量解析装置５の構成について説明する。メッシュ減衰量解析装置５は、外部から入力される、メッシュごとの１時間雨量の予測値を示す雨量データと、降雨減衰解析装置３によって生成された減衰量分布データとに基づいて、衛星放送の電波の減衰量を解析し、降雨による減衰を補償する降雨マージンを算出するものである。ここでは、メッシュ減衰量解析装置５は、減衰量分布データ入力手段５１と、減衰量分布データ記憶手段５２と、雨量データ入力手段５３と、減衰量分布データ読み出し手段５４と、要求放送時間データ入力手段５５と、電波減衰解析手段５６と、算出データ記憶手段５７と、降雨マージン算出手段５８と、降雨マージン出力手段５９とを備える。 (Configuration of mesh attenuation analysis device)
Next, the configuration of the mesh attenuation amount analysis apparatus 5 will be described. The mesh attenuation amount analysis device 5 is based on the rainfall data indicating the predicted value of the hourly rainfall for each mesh and the attenuation amount distribution data generated by the rain attenuation analysis device 3 input from the outside. It analyzes the amount of attenuation of radio waves and calculates a rain margin that compensates for attenuation due to rain. Here, the mesh attenuation amount analysis apparatus 5 includes an attenuation amount distribution data input unit 51, an attenuation amount distribution data storage unit 52, a rain amount data input unit 53, an attenuation amount distribution data reading unit 54, and a requested broadcast time data input. Means 55, radio wave attenuation analysis means 56, calculation data storage means 57, rainfall margin calculation means 58, and rainfall margin output means 59 are provided.

減衰量分布データ入力手段５１は、降雨減衰解析装置３の減衰解析手段３４によって生成された減衰量分布データを減衰量分布データ出力手段３５から入力し、減衰量分布データ記憶手段５２に記憶するものである。   The attenuation distribution data input means 51 receives the attenuation distribution data generated by the attenuation analysis means 34 of the rainfall attenuation analysis device 3 from the attenuation distribution data output means 35 and stores it in the attenuation distribution data storage means 52. It is.

減衰量分布データ記憶手段（減衰量分布データ記憶装置）５２は、降雨減衰解析装置３によって解析された減衰量分布データを観測地点と１時間雨量とに対応付けて記憶するもので、半導体メモリ、ハードディスク等の一般的な記憶手段である。この減衰量分布データは、後記する減衰量分布データ読み出し手段５４によって読み出され、電波減衰解析手段５６によって、メッシュごとの衛星放送の電波の減衰量を解析する際に参照されて用いられる。   The attenuation distribution data storage means (attenuation distribution data storage device) 52 stores the attenuation distribution data analyzed by the rain attenuation analysis device 3 in association with the observation point and the one-hour rainfall. This is a general storage means such as a hard disk. This attenuation amount distribution data is read by an attenuation amount distribution data reading unit 54 described later, and is used by being referred to when the attenuation amount of satellite broadcast radio waves for each mesh is analyzed by the radio wave attenuation analysis unit 56.

雨量データ入力手段５３は、メッシュごとの１時間雨量を示す雨量データを外部から入力するものである。なお、ここでは、この雨量データをメッシュごとの１時間雨量の予測値とするが、この雨量データは、予め設定された所定時間あたりの雨量や、ＡＭｅＤＡＳ等によって所定の単位のメッシュごとに観測された所定時間あたりの雨量の実測値であってもよい。ここで入力された雨量データは、減衰量分布データ読み出し手段５４に出力される。   The rainfall data input means 53 inputs rain data indicating the rainfall for one hour for each mesh from the outside. Here, this rainfall data is used as a predicted value for one hour of rainfall for each mesh, but this rainfall data is observed for each predetermined unit of mesh by a predetermined amount of rainfall per predetermined time, AMeDAS, or the like. Alternatively, it may be an actual measurement value of rainfall per predetermined time. The rain data input here is output to the attenuation distribution data reading means 54.

減衰量分布データ読み出し手段５４は、雨量データ入力手段５３から入力された雨量データに基づいて、減衰量分布データ記憶手段５２から減衰量分布データを読み出すものである。ここで、すべてのメッシュはその近傍の観測地点と予め対応付けられており、減衰量分布データ読み出し手段５４は、メッシュごとに、各々のメッシュに予め対応付けられた観測地点における、雨量データによって示される１時間雨量に対応する減衰量分布データを読み出す。ここで読み出された減衰量分布データは、電波減衰解析手段５６に出力される。   The attenuation distribution data reading unit 54 reads the attenuation distribution data from the attenuation distribution data storage unit 52 based on the rainfall data input from the rainfall data input unit 53. Here, all the meshes are associated in advance with the observation points in the vicinity thereof, and the attenuation amount distribution data reading means 54 is indicated by the rainfall data at the observation points associated in advance with each mesh for each mesh. The attenuation distribution data corresponding to the one hour rainfall is read out. The attenuation amount distribution data read here is output to the radio wave attenuation analysis means 56.

要求放送時間データ入力手段５５は、１時間の放送時間のうち送受信局の受信機における映像の再生が可能となる時間として設定される値を示す要求放送時間データを外部から入力するものである。この要求放送時間データ（許容値データ）は、減衰量分布データにおける超過確率の許容値を示し、例えば、この要求放送時間データが１時間の放送時間のうちの５９分を示す場合には、超過確率の許容値として９８．３３％（５９／６０）を示している。ここで入力された要求放送時間データは、電波減衰解析手段５６に出力される。   The requested broadcast time data input means 55 inputs request broadcast time data indicating a value set as a time during which video can be reproduced in the receiver of the transmission / reception station within one hour of broadcast time. This required broadcast time data (allowable value data) indicates an allowable value of the excess probability in the attenuation amount distribution data. For example, when the required broadcast time data indicates 59 minutes of one hour of broadcast time, it exceeds 98.33% (59/60) is shown as the allowable value of the probability. The requested broadcast time data input here is output to the radio wave attenuation analysis means 56.

電波減衰解析手段５６は、メッシュごとに、減衰量分布データ読み出し手段５４によって読み出された減衰量分布データによって示される減衰量の確率分布において、要求放送時間データ入力手段５５から入力される要求放送時間データによって示される超過確率の許容値に対応する減衰量を解析するものである。ここで、例えば、要求放送時間データが、１時間の放送時間のうちの５９分を示す場合には、電波減衰解析手段５６は、減衰量の確率分布において超過確率が９８．３３％となる減衰量を求める。ここで解析された減衰量は、放送時間中に変動する降雨による減衰量が９８．３３％の確率で超過する値を示している。この減衰量は、降雨マージン算出手段５８に出力される。   The radio wave attenuation analysis means 56 is a request broadcast input from the request broadcast time data input means 55 in the probability distribution of the attenuation indicated by the attenuation distribution data read by the attenuation distribution data reading means 54 for each mesh. The attenuation corresponding to the allowable value of the excess probability indicated by the time data is analyzed. Here, for example, when the requested broadcast time data indicates 59 minutes of one hour of broadcast time, the radio wave attenuation analysis means 56 attenuates such that the excess probability is 98.33% in the probability distribution of attenuation. Find the amount. The amount of attenuation analyzed here indicates a value at which the amount of attenuation due to rainfall that fluctuates during the broadcast time exceeds with a probability of 98.33%. This attenuation amount is output to the rain margin calculating means 58.

算出データ記憶手段５７は、後記する降雨マージン算出手段５８による降雨マージンの算出に必要となるデータを記憶するもので、半導体メモリ、ハードディスク等の一般的な記憶手段である。ここでは、算出データ記憶手段５７に、送受信局データと、衛星データと、伝送条件データとを記憶することとした。   The calculation data storage means 57 stores data necessary for calculating the rain margin by the rain margin calculation means 58 described later, and is a general storage means such as a semiconductor memory or a hard disk. Here, the calculation data storage means 57 stores transmission / reception station data, satellite data, and transmission condition data.

送受信局データとは、衛星放送の電波を受信あるいは送受信する地上の送受信局のパラメータであり、例えば、送受信局の受信アンテナの利得値、送信アンテナの実効等方放射電力値（ＥＩＲＰ；Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｒａｄｉａｔｅｄ Ｐｏｗｅｒ）、送受信局の受信装置のノイズフィギュア値、アンテナのポインティングロス値、カップリングロス値等である。また、衛星データとは、例えば、衛星の受信アンテナの利得値、送信アンテナの実効等方放射電力値、衛星の受信装置のノイズフィギュア値等である。   The transmission / reception station data is a parameter of a ground transmission / reception station that receives or transmits satellite broadcast radio waves. For example, the reception antenna gain value of the transmission / reception station, the effective isotropic radiated power value (EIRP) of the transmission antenna, and the like. Power), the noise figure value of the receiving device of the transmitting / receiving station, the pointing loss value of the antenna, the coupling loss value, and the like. The satellite data includes, for example, a gain value of a satellite reception antenna, an effective isotropic radiated power value of a transmission antenna, a noise figure value of a satellite reception device, and the like.

伝送条件データは、変調方式や誤り訂正方式等の、ＣＮ比（ｃａｒｅｅｒ ｔｏ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ；搬送波電力対雑音電力比）に影響を与える因子に、衛星放送の再生に必要となるＣＮ比を対応させたデータである。この送受信局データ、衛星データ及び伝送条件データは、降雨マージン算出手段５８によって降雨マージンを算出する際に参照されて用いられる。   In the transmission condition data, the CN ratio required for satellite broadcast reproduction is made to correspond to factors affecting the CN ratio (carrier to noise ratio) such as modulation scheme and error correction scheme. It is data. The transmission / reception station data, satellite data, and transmission condition data are referred to and used when the rain margin is calculated by the rain margin calculating means 58.

降雨マージン算出手段５８は、電波減衰解析手段５６から入力された減衰量に基づいて、降雨マージンを算出するものである。ここで算出された降雨マージンは降雨マージン出力手段５９に出力される。   The rain margin calculating unit 58 calculates a rain margin based on the attenuation amount input from the radio wave attenuation analyzing unit 56. The rain margin calculated here is output to the rain margin output means 59.

ここで、降雨マージン算出手段５８は、算出データ記憶手段５７に記憶された送受信局データによって示される送受信局側の利得と、衛星データによって示される衛星側の利得と、酸素吸収による減衰と、電波減衰解析手段５６から入力された減衰量となる降雨による減衰の影響をと加えた際に、送受信局の受信機において、伝送条件データによって示される再生に必要なＣＮ比となるために必要な送信電力を、メッシュごとに算出する。送信電力は以下の式（９）によって算出される。ここで、衛星の送信電力をＰｔ［ｄＢｍ］、送受信局における受信電力をＰｒ［ｄＢｍ］、送受信局側の利得をＧｔ［ｄＢ］、衛星側の利得をＧｒ［ｄＢ］、電波の波長をλ［ｍ］、伝送路長をｒ［ｍ］、酸素吸収による減衰量をａ［ｄＢ／ｍ］、降雨による減衰量をＡ［ｄＢ］とする。
Ｐｔ＝Ｐｒ−Ｇｔ−Ｇｒ−２０ｌｏｇ（λ／４πｒ）＋ａｒ＋Ａ …（９） Here, the rain margin calculating means 58 is a transmission / reception station side gain indicated by the transmission / reception station data stored in the calculation data storage means 57, a satellite side gain indicated by the satellite data, an attenuation due to oxygen absorption, a radio wave. When the influence of attenuation due to rain, which is the amount of attenuation input from the attenuation analysis means 56, is added, the transmission necessary for achieving the CN ratio necessary for reproduction indicated by the transmission condition data in the receiver of the transmission / reception station. The power is calculated for each mesh. The transmission power is calculated by the following equation (9). Here, the transmission power of the satellite is Pt [dBm], the reception power at the transmission / reception station is Pr [dBm], the gain at the transmission / reception station side is Gt [dB], the gain at the satellite side is Gr [dB], and the wavelength of the radio wave is λ [M], the transmission line length is r [m], the attenuation due to oxygen absorption is a [dB / m], and the attenuation due to rainfall is A [dB].
Pt = Pr−Gt−Gr−20 log (λ / 4πr) + ar + A (9)

そして、降雨マージン算出手段５８は、図２（ａ）によって示されたフェーズドアレーアンテナＡのホーンｈ、ｈ、…によって電波が送信される各々の範囲に対応する複数のメッシュにおいて、前記の式（９）によって算出された複数の送信電力の中の最大値を、当該ホーンｈから送出する電波の送信電力とし、降雨マージンを算出する。これによって、降雨マージン算出手段５８は、各々のホーンｈ、ｈ、…によって電波が送信される範囲においてすべての送受信局の受信機によって、１時間の放送時間のうち要求放送時間データによって示される時間の再生が可能となる降雨マージンを算出することができる。   Then, the rain margin calculating means 58 uses the above expression (in the plurality of meshes corresponding to the respective ranges in which radio waves are transmitted by the horns h, h,... Of the phased array antenna A shown in FIG. The maximum value among the plurality of transmission powers calculated in 9) is set as the transmission power of the radio wave transmitted from the horn h, and the rain margin is calculated. As a result, the rain margin calculating means 58 performs the time indicated by the requested broadcast time data within the broadcast time of one hour by the receivers of all the transmitting and receiving stations within the range in which radio waves are transmitted by the respective horns h, h,. It is possible to calculate the rain margin that makes it possible to regenerate.

降雨マージン出力手段５９は、降雨マージン算出手段５８によって算出された降雨マージンを外部に出力するものである。   The rain margin output means 59 outputs the rain margin calculated by the rain margin calculation means 58 to the outside.

以上のように降雨マージン算出装置１を構成することで、降雨マージン算出装置１は、降雨減衰解析装置３によって、観測地点ごとに、衛星放送の電波の降雨による減衰量の確率分布を解析し、減衰量分布データを生成することができる。そして、メッシュ減衰量解析装置５によって、この減衰量分布データと、外部から入力された雨量データと、要求放送時間データに基づいて、送受信局の受信機において要求放送時間データによって示される時間の再生が可能となるような送信電力を解析し、フェーズドアレーアンテナＡのホーンｈ、ｈ、…（図２参照）の各々の降雨マージンを算出することができる。これによって、フェーズドアレーアンテナＡによって、降雨減衰の補償を効果的に行うことができる。   By configuring the rain margin calculating device 1 as described above, the rain margin calculating device 1 analyzes the probability distribution of the attenuation amount due to the rain of the satellite broadcast radio wave for each observation point by the rain attenuation analyzing device 3. Attenuation distribution data can be generated. Based on the attenuation distribution data, the rainfall data input from the outside, and the requested broadcast time data, the mesh attenuation amount analysis device 5 reproduces the time indicated by the requested broadcast time data at the receiver of the transmission / reception station. Can be calculated, and the rain margin of each of the horns h, h,... (See FIG. 2) of the phased array antenna A can be calculated. Accordingly, the rain attenuation can be effectively compensated by the phased array antenna A.

なお、特許請求の範囲に記載の区分別減衰量解析装置は、少なくとも減衰量分布データ記憶手段５２と、雨量データ入力手段５３と、減衰量分布データ読み出し手段５４と、電波減衰解析手段５６とを備えていればよい。   It should be noted that the category-specific attenuation amount analyzing apparatus described in the claims includes at least an attenuation amount distribution data storage unit 52, a rainfall amount data input unit 53, an attenuation amount distribution data reading unit 54, and a radio wave attenuation analyzing unit 56. It only has to have.

更に、ここでは、雨量データを、メッシュごとの１時間雨量の予測値としたが、降雨マージン算出装置１は、予め設定された所定時間あたりの雨量や、気象レーダ等によって観測された過去の雨量を雨量データとして入力し、この降雨によって生じた減衰量を解析して降雨マージンを算出することとしてもよい。また、所定時間は、例えば、１時間や２時間等であり、１０分間より長い時間であればよい。   Furthermore, here, the rainfall data is the predicted value of the hourly rainfall for each mesh. However, the rainfall margin calculation device 1 can calculate the rainfall per predetermined time set in advance or the past rainfall observed by a weather radar or the like. May be input as rain data, and the rain margin may be calculated by analyzing the attenuation caused by the rain. The predetermined time is, for example, 1 hour or 2 hours, and may be a time longer than 10 minutes.

また、メッシュ減衰量解析装置５は、要求放送時間データ入力手段５５によって、外部から要求放送時間データを入力することとしたが、超過確率の許容値を示すデータを入力すればよい。また、メッシュ減衰量解析装置５は、図示しない記憶手段に要求放送時間データを記憶し、電波減衰解析手段５６によって記憶手段から要求放送時間データを読み出すこととしてもよい。   Further, although the mesh attenuation amount analyzing apparatus 5 inputs the required broadcast time data from the outside by the required broadcast time data input means 55, it is only necessary to input data indicating the allowable value of the excess probability. Further, the mesh attenuation amount analyzing apparatus 5 may store the required broadcast time data in a storage unit (not shown), and the radio wave attenuation analysis unit 56 may read out the required broadcast time data from the storage unit.

更に、メッシュ減衰量解析装置５は、ここでは降雨減衰解析装置３から減衰量分布データを入力し、当該メッシュ減衰量解析装置５内の減衰量分布データ記憶手段５２に記憶することとしたが、メッシュ減衰量解析装置５は、外部に減衰量分布データを記憶する減衰量分布データ記憶装置（図示せず）を備えることとしてもよいし、また、減衰量分布データ記憶手段５２に減衰量分布データを予め記憶し、降雨減衰解析装置３とは接続されない構成としてもよい。また、降雨減衰解析装置３及びメッシュ減衰量解析装置５は、衛星からの電波の降雨による減衰量を解析することとしたが、本発明の降雨減衰解析装置及び区分別減衰量解析装置は、衛星からの電波に限定されず、様々な電波の降雨による減衰量を解析することができる。   Further, here, the mesh attenuation amount analysis device 5 inputs the attenuation amount distribution data from the rain attenuation amount analysis device 3 and stores it in the attenuation amount distribution data storage means 52 in the mesh attenuation amount analysis device 5. The mesh attenuation amount analysis device 5 may include an attenuation amount distribution data storage device (not shown) that stores attenuation amount distribution data outside, and the attenuation amount distribution data storage unit 52 stores the attenuation amount distribution data. May be stored in advance and not connected to the rain attenuation analysis device 3. Further, the rain attenuation analysis device 3 and the mesh attenuation amount analysis device 5 analyze the attenuation amount of the radio wave from the satellite, but the rain attenuation analysis device and the divisional attenuation amount analysis device according to the present invention are the satellites. It is not limited to radio waves from, but can analyze the attenuation of various radio waves due to rainfall.

また、降雨減衰解析装置３及びメッシュ減衰量解析装置５は、コンピュータにおいて各手段を各機能プログラムとして実現することも可能であり、各機能プログラムを結合して、降雨減衰解析プログラム及びメッシュ別減衰量解析プログラムとして動作させることも可能である。   Further, the rain attenuation analysis device 3 and the mesh attenuation amount analysis device 5 can also realize each means as a function program in a computer, and by combining the function programs, the rain attenuation analysis program and the mesh-specific attenuation amount. It is also possible to operate as an analysis program.

［降雨マージン算出装置の動作］
次に、図７及び図８（適宜図３参照）を参照して、本発明の第一の実施の形態である降雨マージン算出装置１の降雨減衰解析装置３とメッシュ減衰量解析装置５との動作について説明する。 [Operation of rainfall margin calculation device]
Next, referring to FIG. 7 and FIG. 8 (refer to FIG. 3 as appropriate), the rain attenuation analysis device 3 and the mesh attenuation amount analysis device 5 of the rain margin calculation device 1 according to the first embodiment of the present invention. The operation will be described.

（降雨減衰解析装置の動作）
まず、図７を参照（適宜図３参照）して、降雨減衰解析装置３が、観測地点ごとに所定の１時間雨量に対して衛星放送の電波の減衰量の確率分布を示す減衰量分布データを生成する動作について説明する。図７は、本発明の第一の実施の形態における降雨減衰解析装置の動作を示したフローチャートである。 (Operation of rain attenuation analyzer)
First, referring to FIG. 7 (refer to FIG. 3 as appropriate), the attenuation attenuation data 3 indicates the attenuation distribution data indicating the probability distribution of the attenuation of the radio wave of the satellite broadcast with respect to a predetermined one-hour rainfall for each observation point. The operation of generating FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the rain attenuation analysis apparatus according to the first embodiment of the present invention.

（降雨強度分布解析ステップ）
降雨減衰解析装置３は、地点別雨量データ入力手段３１によって、外部から地点別雨量データを入力する（ステップＳ３１）。続いて、降雨減衰解析装置３は、降雨強度分布解析手段３２によって、ステップＳ３１において入力された地点別雨量データに基づいて、観測地点ごとに１時間雨量を算出し、１時間雨量が所定値となる１０分間降雨強度の確率分布を対数正規分布で近似して降雨強度分布データを生成する（ステップＳ３２）。 (Rainfall intensity distribution analysis step)
The rain attenuation analysis device 3 inputs the rainfall data for each point from the outside by the rainfall data input means 31 for each point (step S31). Subsequently, the rainfall attenuation analysis device 3 calculates the rainfall for one hour for each observation point based on the point-by-point rainfall data input in step S31 by the rainfall intensity distribution analysis unit 32, and the one-hour rainfall is a predetermined value. The 10-minute rainfall intensity probability distribution is approximated by a lognormal distribution to generate rainfall intensity distribution data (step S32).

（減衰解析ステップ）
そして、降雨減衰解析装置３は、減衰解析手段３４の降雨区間長算出手段３４１によって、ステップＳ３２において１０分間降雨強度が解析された観測地点の降雨区間長を算出する（ステップＳ３３）。続いて、降雨減衰解析装置３は、減衰分布算出手段３４２によって、ステップＳ３２において生成された降雨強度分布データと、ステップＳ３３において算出された降雨区間長とに基づいて、降雨による減衰量の確率分布を解析し、平均値及び標準偏差を観測地点と１時間あたりの雨量とに対応させた減衰量分布データを生成する（ステップＳ３４）。 (Attenuation analysis step)
Then, the rain attenuation analysis apparatus 3 calculates the rain section length of the observation point where the rain intensity is analyzed in step S32 by the rain section length calculation means 341 of the attenuation analysis means 34 (step S33). Subsequently, the rain attenuation analysis device 3 uses the attenuation distribution calculation means 342 to calculate the probability distribution of the attenuation due to the rain based on the rain intensity distribution data generated in step S32 and the rain section length calculated in step S33. Is generated, and attenuation distribution data in which the average value and the standard deviation are associated with the observation point and the rainfall per hour is generated (step S34).

更に、降雨減衰解析装置３は、減衰量分布データ出力手段３５によって、ステップＳ３４において生成された減衰量分布データをメッシュ減衰量解析装置５に出力する（ステップＳ３５）。そして、降雨減衰解析装置３は、降雨強度分布解析手段３２によって、すべての観測地点及び所定の１時間雨量について、減衰量分布データの生成を行ったかを判断する（ステップＳ３６）。   Further, the rain attenuation analysis device 3 outputs the attenuation amount distribution data generated in step S34 to the mesh attenuation amount analysis device 5 by the attenuation amount distribution data output means 35 (step S35). Then, the rain attenuation analysis device 3 determines whether or not the attenuation distribution data has been generated for all the observation points and the predetermined one-hour rainfall by the rainfall intensity distribution analysis means 32 (step S36).

そして、すべての観測地点及び所定の１時間雨量について終了していない場合（ステップＳ３６でＮｏ）には、ステップＳ３２に戻って、降雨減衰解析装置３が、降雨強度分布解析手段３２によって、次の１時間雨量あるいは観測地点について、降雨強度分布データを生成する動作以降の動作を行う。また、すべての観測地点及び所定の１時間雨量について終了した場合（ステップＳ３６でＹｅｓ）には、動作を終了する。   And when it is not complete | finished about all the observation points and predetermined 1 hour rainfall (it is No at step S36), it returns to step S32 and the rain attenuation analysis apparatus 3 performs the following by rain intensity distribution analysis means 32. For the hourly rainfall or the observation point, the operation after the operation for generating the rainfall intensity distribution data is performed. In addition, when all the observation points and the predetermined one-hour rainfall are finished (Yes in step S36), the operation is finished.

（メッシュ減衰量解析装置の動作）
次に、図８を参照（適宜図３参照）して、メッシュ減衰量解析装置５が、外部から入力された雨量データに基づいて、衛星放送の電波の送信電力の降雨マージンを算出する動作について説明する。図８は、本発明の第一の実施の形態におけるメッシュ減衰量解析装置の動作を示したフローチャートである。 (Operation of mesh attenuation analyzer)
Next, referring to FIG. 8 (refer to FIG. 3 as appropriate), the mesh attenuation amount analysis apparatus 5 calculates the rain margin of the transmission power of the radio wave of the satellite broadcast based on the rainfall data input from the outside. explain. FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the mesh attenuation amount analyzing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

なお、ここでは、メッシュ減衰量解析装置５が、減衰量分布データ入力手段５１によって、複数の観測地点及び１時間雨量についての減衰量分布データを降雨減衰解析装置３から入力して、既に減衰量分布データ記憶手段５２に記憶していることとし、これ以降の動作について説明する。   Here, the mesh attenuation amount analysis device 5 inputs attenuation amount distribution data for a plurality of observation points and one-hour rainfall from the rain attenuation analysis device 3 by the attenuation amount distribution data input means 51, and the attenuation amount has already been obtained. It is assumed that the data is stored in the distribution data storage means 52, and the subsequent operation will be described.

（雨量データ入力手段ステップ）
メッシュ減衰量解析装置５は、雨量データ入力手段５３によって、外部から雨量データを入力する。また、メッシュ減衰量解析装置５は、要求放送時間データ入力手段５５によって、外部から要求放送時間データを入力する（ステップＳ５１）。 (Rainfall data input means step)
The mesh attenuation amount analysis device 5 inputs rain data from the outside by the rain data input means 53. Further, the mesh attenuation amount analyzing apparatus 5 inputs the requested broadcast time data from the outside by the requested broadcast time data input means 55 (step S51).

（減衰量分布データ読み出しステップ）
そして、メッシュ減衰量解析装置５は、減衰量分布データ読み出し手段５４によって、メッシュごとに、減衰量分布データ記憶手段５２から、メッシュに予め対応付けられた観測地点と、ステップＳ５１において入力された雨量データによって示される当該メッシュの１時間雨量とに対応する減衰量分布データを読み出す（ステップＳ５２）。 (Attenuation distribution data reading step)
Then, the mesh attenuation amount analyzing apparatus 5 uses the attenuation amount distribution data reading unit 54 for each mesh, from the attenuation amount distribution data storage unit 52 to the observation point previously associated with the mesh, and the rainfall input in step S51. Attenuation distribution data corresponding to the hourly rainfall of the mesh indicated by the data is read (step S52).

（電波減衰解析ステップ）
更に、メッシュ減衰量解析装置５は、電波減衰解析手段５６によって、ステップＳ５１において入力された要求放送時間データによって示される超過確率の許容値に基づいて、メッシュごとに、ステップＳ５２において読み出された減衰量分布データにおいて、超過確率がこの許容値となる減衰量を解析する（ステップＳ５３）。 (Radio attenuation analysis step)
Further, the mesh attenuation amount analyzing device 5 is read out in step S52 for each mesh by the radio wave attenuation analyzing unit 56 based on the allowable value of the excess probability indicated by the requested broadcast time data input in step S51. In the attenuation amount distribution data, an attenuation amount whose excess probability becomes the allowable value is analyzed (step S53).

そして、メッシュ減衰量解析装置５は、電波減衰解析手段５６によって、ステップＳ５１において入力された雨量データに示されたすべてのメッシュについて、超過確率の許容値に対応する減衰量の解析を行ったかを判断する（ステップＳ５４）。そして、すべてのメッシュについて終了していない場合（ステップＳ５４でＮｏ）には、ステップＳ５２に戻って、メッシュ減衰量解析装置５が、減衰量分布データ読み出し手段５４によって、減衰量分布データ記憶手段５２から、次のメッシュについての減衰量分布データを読み出す動作以降の動作を行う。   Then, the mesh attenuation amount analysis device 5 has analyzed whether the attenuation amount corresponding to the allowable value of the excess probability has been analyzed for all the meshes indicated in the rainfall amount data input in step S51 by the radio wave attenuation analysis unit 56. Judgment is made (step S54). If the processing has not been completed for all meshes (No in step S54), the process returns to step S52, and the mesh attenuation amount analysis device 5 causes the attenuation amount distribution data reading unit 54 to use the attenuation amount distribution data storage unit 52. Then, the operation after the operation of reading the attenuation distribution data for the next mesh is performed.

また、すべてのメッシュについて終了した場合（ステップＳ５４でＹｅｓ）には、メッシュ減衰量解析装置５は、降雨マージン算出手段５８によって、ステップＳ５３において解析された減衰量に基づいてメッシュごとに必要な送信電力を算出し、フェーズドアレーアンテナＡのホーンｈ、ｈ、…（図２参照）によって電波が送信される各々の範囲に対応する複数のメッシュに対して算出された複数の送信電力値の中の最大値を、該当する送信範囲に割り当て、電波の送信電力として降雨マージンを算出する（ステップＳ５５）。   When all the meshes have been completed (Yes in step S54), the mesh attenuation amount analysis apparatus 5 uses the rain margin calculating means 58 to transmit necessary transmissions for each mesh based on the attenuation amount analyzed in step S53. Among the plurality of transmission power values calculated for the plurality of meshes corresponding to the respective ranges in which the radio waves are transmitted by the horns h, h,... (See FIG. 2) of the phased array antenna A. The maximum value is assigned to the corresponding transmission range, and the rain margin is calculated as the radio wave transmission power (step S55).

そして、メッシュ減衰量解析装置５は、降雨マージン出力手段５９によって、ステップＳ５５において生成された降雨マージンを出力し（ステップＳ５６）、動作を終了する。   Then, the mesh attenuation amount analysis apparatus 5 outputs the rain margin generated in step S55 by the rain margin output means 59 (step S56), and ends the operation.

［降雨マージン算出装置の構成（第二の実施の形態）］
次に、図９（適宜図３参照）を参照して、本発明における第二の実施の形態である降雨マージン算出装置１Ａの構成について説明する。図９は、本発明における第二の実施の形態である降雨マージン算出装置の構成を示したブロック図である。図９に示すように、降雨マージン算出装置１Ａは、外部から地点別雨量データを入力し、この観測地点ごとの降雨強度の確率分布を解析するとともに、この降雨強度の確率分布を示す降雨強度分布データと、外部から入力された雨量データと、１時間あたりで放送が遮断されない時間を示す要求放送時間データとに基づいて、降雨マージンを算出するものである。降雨マージン算出装置１Ａは、降雨減衰解析装置３Ａと、メッシュ減衰量解析装置５Ａとを備える。 [Configuration of Rain Margin Calculation Device (Second Embodiment)]
Next, with reference to FIG. 9 (refer to FIG. 3 as appropriate), the configuration of the rain margin calculating apparatus 1A according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a rain margin calculating apparatus according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the rain margin calculating apparatus 1A inputs the rainfall data by point from the outside, analyzes the probability distribution of the rainfall intensity at each observation point, and also displays the rainfall intensity distribution indicating the probability distribution of the rainfall intensity. The rainfall margin is calculated based on the data, the rainfall data input from the outside, and the requested broadcast time data indicating the time during which broadcasting is not interrupted per hour. The rainfall margin calculation device 1A includes a rain attenuation analysis device 3A and a mesh attenuation amount analysis device 5A.

（降雨減衰解析装置の構成）
降雨減衰解析装置３Ａは、地点別雨量データに基づいて、各々の観測地点における１０分間降雨強度の確率分布を解析するものである。この降雨減衰解析装置３Ａは、降雨減衰解析装置３の解析データ記憶手段３３と、減衰解析手段３４と、減衰量分布データ出力手段３５とを備えず、降雨強度分布解析手段３２の代わりに降雨強度分布解析手段３２Ａを備え、更に、降雨強度分布データ出力手段３６Ａを備える。なお、降雨減衰解析装置３Ａ内の地点別雨量データ入力手段３１は、図３に示したものと同一であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。 (Configuration of rain attenuation analyzer)
The rain attenuation analysis device 3A analyzes the probability distribution of the 10-minute rainfall intensity at each observation point based on the point-by-point rainfall data. This rain attenuation analysis apparatus 3A does not include the analysis data storage means 33, the attenuation analysis means 34, and the attenuation amount distribution data output means 35 of the rain attenuation analysis apparatus 3, and instead of the rainfall intensity distribution analysis means 32, the rainfall intensity A distribution analysis means 32A is provided, and a rainfall intensity distribution data output means 36A is further provided. Since the point-by-point rainfall data input means 31 in the rain attenuation analysis apparatus 3A is the same as that shown in FIG. 3, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

降雨強度分布解析手段３２Ａは、地点別雨量データ入力手段３１から入力された地点別雨量データに基づいて、１時間雨量が所定値となる、観測地点ごとの１０分間降雨強度の確率分布を対数正規分布で近似して、当該確率分布を示す降雨強度分布データを生成するものである。ここでは、１０分間降雨強度の確率分布の平均値と標準偏差を降雨強度布データとし、観測地点及び１時間雨量と対応させることとした。このようにして生成された降雨強度分布データは、降雨強度分布データ出力手段３６Ａに出力される。   The rainfall intensity distribution analysis unit 32A logarithmically normalizes the probability distribution of the 10-minute rainfall intensity for each observation point where the hourly rainfall is a predetermined value based on the point-by-point rainfall data input from the point-by-point rainfall data input unit 31. The rainfall intensity distribution data representing the probability distribution is generated by approximating the distribution. Here, the average value and standard deviation of the probability distribution of the 10-minute rainfall intensity are used as the rainfall intensity distribution data, and are associated with the observation point and the 1-hour rainfall. The rainfall intensity distribution data generated in this way is output to the rainfall intensity distribution data output means 36A.

降雨強度分布データ出力手段３６Ａは、降雨強度分布解析手段３２Ａから入力された降雨強度分布データを外部へ出力するものである。なお、ここでは、降雨強度分布データ出力手段３６Ａは、降雨強度分布データをメッシュ減衰量解析装置５Ａに出力することとした。なお、この降雨強度分布データ出力手段３６Ａは、減衰量分布データ出力手段３５（図３）に比べて出力するデータを減衰量分布データから降雨強度分布データとしただけで機能は同じものである。   The rainfall intensity distribution data output unit 36A outputs the rainfall intensity distribution data input from the rainfall intensity distribution analysis unit 32A to the outside. Here, the rain intensity distribution data output means 36A outputs the rain intensity distribution data to the mesh attenuation amount analyzer 5A. The rainfall intensity distribution data output means 36A has the same function as the output data compared with the attenuation distribution data output means 35 (FIG. 3) except that the rainfall intensity distribution data is changed from the attenuation distribution data.

（メッシュ減衰量解析装置の構成）
メッシュ減衰量解析装置５Ａは、外部から入力される、メッシュごとの１時間雨量の予測値を示す雨量データと、降雨減衰解析装置３Ａによって算出された降雨強度分布データとに基づいて、衛星放送の電波の減衰量を解析し、降雨による減衰を補償する降雨マージンを算出するものである。このメッシュ減衰量解析装置５Ａは、減衰量分布データ入力手段５１と、減衰量分布データ記憶手段５２と、減衰量分布データ読み出し手段５４とを備えず、雨量データ入力手段５３と、電波減衰解析手段５６との代わりに雨量データ入力手段５３Ａと、電波減衰解析手段５６Ａとを備え、更に、降雨強度分布データ入力手段６１Ａと、降雨強度分布データ記憶手段６２Ａと、降雨強度分布データ読み出し手段６４Ａと、解析データ記憶手段３３Ａと、減衰解析手段３４Ａとを備える。なお、メッシュ減衰量解析装置５Ａ内の降雨強度分布データ入力手段６１Ａ、降雨強度分布データ記憶手段６２Ａ、雨量データ入力手段５３Ａ、降雨強度分布データ読み出し手段６４Ａ、解析データ記憶手段３３Ａ及び減衰解析手段３４Ａ、電波減衰解析手段５６Ａ以外の構成は、図３に示したものと同一であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。 (Configuration of mesh attenuation analysis device)
The mesh attenuation amount analysis apparatus 5A is based on the rainfall data indicating the predicted value of rainfall for one hour for each mesh and the rainfall intensity distribution data calculated by the rain attenuation analysis apparatus 3A. It analyzes the amount of attenuation of radio waves and calculates a rain margin that compensates for attenuation due to rain. This mesh attenuation amount analyzing apparatus 5A does not include the attenuation amount distribution data input means 51, the attenuation amount distribution data storage means 52, and the attenuation amount distribution data reading means 54, but the rain amount data input means 53 and the radio wave attenuation analysis means. In addition to 56, a rainfall data input means 53A and a radio wave attenuation analysis means 56A are provided. Further, a rainfall intensity distribution data input means 61A, a rainfall intensity distribution data storage means 62A, a rainfall intensity distribution data reading means 64A, Analysis data storage means 33A and attenuation analysis means 34A are provided. It should be noted that the rainfall intensity distribution data input means 61A, the rainfall intensity distribution data storage means 62A, the rainfall data input means 53A, the rainfall intensity distribution data read means 64A, the analysis data storage means 33A, and the attenuation analysis means 34A in the mesh attenuation amount analysis apparatus 5A. Since the configuration other than the radio wave attenuation analysis means 56A is the same as that shown in FIG. 3, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.

降雨強度分布データ入力手段６１Ａは、降雨減衰解析装置３Ａの降雨強度分布解析手段３２Ａによって生成された降雨強度分布データを降雨強度分布データ出力手段３６Ａから入力し、降雨強度分布データ記憶手段６２Ａに記憶するものである。なお、この降雨強度分布データ入力手段６１Ａは、減衰量分布データ入力手段５１（図３）に比べて入力するデータを減衰量分布データから降雨強度分布データとしただけで機能は同じものである。   The rainfall intensity distribution data input means 61A inputs the rain intensity distribution data generated by the rainfall intensity distribution analysis means 32A of the rain attenuation analyzer 3A from the rain intensity distribution data output means 36A and stores it in the rain intensity distribution data storage means 62A. To do. The function of the rainfall intensity distribution data input means 61A is the same as that of the attenuation distribution data input means 51 (FIG. 3) except that the input data is changed from the attenuation distribution data to the rainfall intensity distribution data.

降雨強度分布データ記憶手段（降雨強度分布データ記憶装置）６２Ａは、降雨減衰解析装置３Ａによって解析された降雨強度分布データを観測地点及び１時間雨量と対応付けて記憶するもので、半導体メモリ、ハードディスク等の一般的な記憶手段である。この降雨強度分布データは、後記する降雨強度分布データ読み出し手段６４Ａによって読み出され、減衰解析手段３４Ａによって、観測地点ごとの衛星放送の電波の減衰量の確率分布を解析する際に参照されて用いられる。   The rainfall intensity distribution data storage means (rain intensity distribution data storage device) 62A stores the rainfall intensity distribution data analyzed by the rain attenuation analysis device 3A in association with the observation point and the hourly rainfall amount. It is a general storage means such as. This rainfall intensity distribution data is read by the rain intensity distribution data reading means 64A described later, and is used by referring to the attenuation analysis means 34A when analyzing the probability distribution of the attenuation amount of the satellite broadcast radio wave for each observation point. It is done.

雨量データ入力手段５３Ａは、メッシュごとの１時間雨量を示す雨量データを外部から入力するものである。ここで入力された雨量データは、降雨強度分布データ読み出し手段６４Ａに出力される。なお、この降雨強度分布データ出力手段３６Ａは、減衰量分布データ出力手段３５（図３）に比べて、雨量データの出力先を減衰量分布データ読み出し手段５４から降雨強度分布データ読み出し手段６４Ａとしただけで機能は同じものである。   The rainfall data input means 53A is for inputting rainfall data indicating an hourly rainfall for each mesh from the outside. The rainfall data input here is output to the rainfall intensity distribution data reading means 64A. In this rain intensity distribution data output means 36A, as compared with the attenuation distribution data output means 35 (FIG. 3), the output destination of the rain data is the attenuation intensity distribution data read means 54 to the rain intensity distribution data read means 64A. Just the function is the same.

降雨強度分布データ読み出し手段６４Ａは、雨量データ入力手段５３Ａから入力された雨量データに基づいて、降雨強度分布データ記憶手段６２Ａから、各々のメッシュに予め対応付けられた観測地点における、雨量データによって示される１時間雨量に対応する降雨強度分布データを読み出すものである。ここで読み出された減衰量分布データは、減衰解析手段３４Ａに出力される。   The rainfall intensity distribution data reading means 64A is indicated by the rainfall data at the observation points previously associated with the respective meshes from the rainfall intensity distribution data storage means 62A based on the rainfall data input from the rainfall data input means 53A. The rainfall intensity distribution data corresponding to the one hour rainfall is read out. The attenuation distribution data read here is output to the attenuation analysis means 34A.

解析データ記憶手段３３Ａは、後記する減衰解析手段３４Ａによって減衰量の確率分布を算出するために必要となるデータを予め記憶するもので、半導体メモリ、ハードディスク等の一般的な記憶手段である。ここでは、解析データ記憶手段３３Ａに、観測地点位置データ、衛星軌道位置データ、雨滴層高度データ及び周波数パラメータを記憶することとした。なお、この解析データ記憶手段３３Ａは、解析データ記憶手段３３（図３）に比べてメッシュ減衰量解析装置５Ａに含まれることとしただけで記憶されるデータは同じものである。   The analysis data storage unit 33A stores in advance data necessary for calculating the probability distribution of the attenuation amount by the attenuation analysis unit 34A described later, and is a general storage unit such as a semiconductor memory or a hard disk. Here, the observation point position data, satellite orbit position data, raindrop height data, and frequency parameters are stored in the analysis data storage means 33A. It should be noted that the analysis data storage means 33A is the same as the data stored only by being included in the mesh attenuation amount analysis device 5A as compared with the analysis data storage means 33 (FIG. 3).

減衰解析手段３４Ａは、降雨強度分布データ読み出し手段６４Ａによって読み出された降雨強度分布データに基づいて、減衰量の確率分布を示す減衰量分布データを生成するものである。ここでは、減衰解析手段３４Ａは、降雨区間長算出手段３４１と、減衰分布算出手段３４２Ａとを備える。なお、降雨区間長算出手段３４１は、図３に示したものと同一であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。   The attenuation analysis unit 34A generates attenuation amount distribution data indicating the probability distribution of the attenuation amount based on the rainfall intensity distribution data read by the rainfall intensity distribution data reading unit 64A. Here, the attenuation analysis unit 34A includes a rainfall section length calculation unit 341 and an attenuation distribution calculation unit 342A. In addition, since the rainfall section length calculation means 341 is the same as that shown in FIG. 3, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.

減衰分布算出手段３４２Ａは、降雨区間長算出手段３４１から入力される降雨区間長と、降雨強度分布データ読み出し手段６４Ａから入力される降雨強度分布データとに基づいて、観測地点ごとの降雨による減衰量の確率分布を解析するものである。ここで解析された確率分布を示す減衰量分布データは、減衰量分布データ出力手段３５に出力される。   The attenuation distribution calculating means 342A is based on the rainfall section length input from the rainfall section length calculating means 341 and the rain intensity distribution data input from the rainfall intensity distribution data reading means 64A, and the amount of attenuation due to rain for each observation point. The probability distribution is analyzed. The attenuation distribution data indicating the probability distribution analyzed here is output to the attenuation distribution data output means 35.

電波減衰解析手段５６Ａは、メッシュごとに、減衰解析手段３４Ａによって生成された減衰量分布データによって示される減衰量の確率分布において、要求放送時間データ入力手段５５から入力される要求放送時間データによって示される超過確率の許容値に対応する減衰量を解析するものである。この減衰量は、降雨マージン算出手段５８に出力される。なお、この電波減衰解析手段５６Ａは、電波減衰解析手段５６（図３）に比べて、減衰量分布データの入力元を減衰量分布データ読み出し手段５４から減衰解析手段３４Ａとしただけで機能は同じものである。   The radio wave attenuation analysis means 56A is indicated by the requested broadcast time data input from the requested broadcast time data input means 55 in the probability distribution of attenuation indicated by the attenuation distribution data generated by the attenuation analysis means 34A for each mesh. The amount of attenuation corresponding to the permissible excess probability is analyzed. This attenuation amount is output to the rain margin calculating means 58. The radio wave attenuation analysis unit 56A has the same function as the radio wave attenuation analysis unit 56 (FIG. 3) except that the attenuation distribution data is input from the attenuation distribution data reading unit 54 to the attenuation analysis unit 34A. Is.

これによって、降雨マージン算出装置１Ａは、メッシュごとの１時間雨量の予測値に基づいて、１時間の放送時間のうち要求放送時間データによって示される時間の再生を可能とするための降雨マージンを算出することができる。   Thereby, the rain margin calculating apparatus 1A calculates a rain margin for enabling reproduction of the time indicated by the requested broadcast time data out of the broadcast time of 1 hour based on the predicted value of the 1 hour rainfall for each mesh. can do.

なお、特許請求の範囲に記載の区分別減衰量解析装置は、少なくとも雨量データ入力手段５３Ａと、降雨強度分布データ読み出し手段６４Ａと、減衰解析手段３４Ａと、電波減衰解析手段５６Ａとを備えていればよい。   The classification-specific attenuation amount analyzing apparatus described in the claims is provided with at least rainfall data input means 53A, rainfall intensity distribution data reading means 64A, attenuation analysis means 34A, and radio wave attenuation analysis means 56A. That's fine.

また、降雨減衰解析装置３Ａ及びメッシュ減衰量解析装置５Ａは、コンピュータにおいて各手段を各機能プログラムとして実現することも可能であり、各機能プログラムを結合して、降雨減衰解析プログラム及びメッシュ別減衰量解析プログラムとして動作させることも可能である。   Further, the rain attenuation analysis device 3A and the mesh attenuation amount analysis device 5A can also realize each means as each function program in a computer, and combine the function programs to obtain the rain attenuation analysis program and the mesh-specific attenuation amount. It is also possible to operate as an analysis program.

［降雨マージン算出装置の動作（第二の実施の形態）］
次に、図１０（適宜図９参照）を参照して、本発明の第二の実施の形態である降雨マージン算出装置１Ａの動作について説明する。図１０は、本発明の第二の実施の形態におけるメッシュ減衰量解析装置の動作を示したフローチャートである。なお、ここでは、降雨減衰解析装置３Ａが、複数の観測地点及び１時間雨量についての降雨強度分布データを生成し、メッシュ減衰量解析装置５Ａが、降雨強度分布データ入力手段６１Ａによってこの降雨強度分布データを入力して、降雨強度分布データ記憶手段６２Ａに記憶していることとし、これ以降のメッシュ減衰量解析装置５Ａの動作について説明する。 [Operation of Rain Margin Calculation Device (Second Embodiment)]
Next, with reference to FIG. 10 (see FIG. 9 as appropriate), the operation of the rain margin calculating apparatus 1A according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the mesh attenuation amount analyzing apparatus according to the second embodiment of the present invention. Here, the rain attenuation analysis device 3A generates rain intensity distribution data for a plurality of observation points and one-hour rainfall, and the mesh attenuation analysis device 5A uses the rain intensity distribution data input means 61A to generate this rain intensity distribution data. Assume that data is input and stored in the rainfall intensity distribution data storage means 62A, and the subsequent operation of the mesh attenuation amount analysis apparatus 5A will be described.

（雨量データ入力手段ステップ）
メッシュ減衰量解析装置５Ａは、雨量データ入力手段５３Ａによって、外部から雨量データを入力する。また、メッシュ減衰量解析装置５Ａは、要求放送時間データ入力手段５５によって、外部から要求放送時間データを入力する（ステップＳ６１）。 (Rainfall data input means step)
The mesh attenuation amount analysis apparatus 5A inputs rain amount data from the outside by the rain amount data input means 53A. Further, the mesh attenuation amount analyzing apparatus 5A inputs the requested broadcast time data from the outside by the requested broadcast time data input means 55 (step S61).

（降雨強度分布データ読み出しステップ）
そして、メッシュ減衰量解析装置５Ａは、降雨強度分布データ読み出し手段６４Ａによって、メッシュごとに、降雨強度分布データ記憶手段６２Ａから、メッシュに予め対応付けられた観測地点と、ステップＳ６１において入力された雨量データによって示される当該メッシュの１時間雨量とに対応する降雨強度分布データを読み出す（ステップＳ６２）。 (Step of reading rainfall intensity distribution data)
Then, the mesh attenuation amount analyzing apparatus 5A uses the rainfall intensity distribution data reading unit 64A to, for each mesh, the observation point previously associated with the mesh from the rain intensity distribution data storage unit 62A and the rainfall input in step S61. Rain intensity distribution data corresponding to the hourly rainfall of the mesh indicated by the data is read (step S62).

（減衰解析ステップ）
そして、メッシュ減衰量解析装置５Ａは、減衰解析手段３４Ａの降雨区間長算出手段３４１によって、ステップＳ６２において読み出された降雨強度分布データの観測地点における降雨区間長を算出する（ステップＳ６３）。続いて、メッシュ減衰量解析装置５Ａは、減衰分布算出手段３４２Ａによって、ステップＳ６２において読み出された降雨強度分布データと、ステップＳ６３において算出された降雨区間長とに基づいて、降雨による減衰量の確率分布を解析し、平均値及び標準偏差を観測地点と１時間あたりの雨量とに対応させた減衰量分布データを生成する（ステップＳ６４）。 (Attenuation analysis step)
Then, the mesh attenuation amount analysis apparatus 5A calculates the rain section length at the observation point of the rain intensity distribution data read in step S62 by the rain section length calculation means 341 of the attenuation analysis means 34A (step S63). Subsequently, the mesh attenuation amount analyzing apparatus 5A uses the attenuation distribution calculating unit 342A to calculate the attenuation amount due to rainfall based on the rainfall intensity distribution data read in step S62 and the rainfall section length calculated in step S63. The probability distribution is analyzed, and attenuation distribution data in which the average value and the standard deviation are associated with the observation point and the rainfall per hour is generated (step S64).

（電波減衰解析ステップ）
更に、メッシュ減衰量解析装置５Ａは、電波減衰解析手段５６Ａによって、ステップＳ６１において入力された要求放送時間データによって示される超過確率の許容値に基づいて、メッシュごとに、ステップＳ６４において生成された減衰量分布データにおいて、超過確率がこの許容値となる減衰量を解析する（ステップＳ６５）。 (Radio attenuation analysis step)
Further, the mesh attenuation amount analyzing apparatus 5A uses the attenuation generated in step S64 for each mesh by the radio wave attenuation analyzing unit 56A based on the allowable excess probability indicated by the requested broadcast time data input in step S61. In the quantity distribution data, an attenuation amount whose excess probability becomes the allowable value is analyzed (step S65).

そして、メッシュ減衰量解析装置５Ａは、電波減衰解析手段５６Ａによって、ステップＳ６１において入力された雨量データに示されたすべてのメッシュについて、超過確率の許容値に対応する減衰量の解析を行ったかを判断する（ステップＳ６６）。そして、すべてのメッシュについて終了していない場合（ステップＳ６６でＮｏ）には、ステップＳ６２に戻って、メッシュ減衰量解析装置５Ａが、降雨強度分布データ読み出し手段６４Ａによって、降雨強度分布データ記憶手段６２Ａから、次のメッシュについての降雨強度分布データを読み出す動作以降の動作を行う。   Then, the mesh attenuation amount analysis device 5A determines whether the attenuation amount corresponding to the allowable value of the excess probability has been analyzed for all the meshes indicated in the rainfall amount data input in step S61 by the radio wave attenuation analysis unit 56A. Judgment is made (step S66). If all the meshes have not been completed (No in step S66), the process returns to step S62, and the mesh attenuation amount analysis device 5A causes the rainfall intensity distribution data storage unit 62A to perform the rainfall intensity distribution data reading unit 64A. Then, the operation after the operation of reading the rainfall intensity distribution data for the next mesh is performed.

また、すべてのメッシュについて終了した場合（ステップＳ６６でＹｅｓ）には、メッシュ減衰量解析装置５Ａは、降雨マージン算出手段５８によって、ステップＳ６５において解析された減衰量に基づいてメッシュごとに必要な送信電力を算出し、フェーズドアレーアンテナＡのホーンｈ、ｈ、…（図２参照）によって電波が送信される各々の範囲に対応する複数のメッシュに対して算出された複数の送信電力の中の最大値を、該当する送信範囲に割り当てる電波の送信電力として、降雨マージンを算出する。（ステップＳ６７）。   When the processing is completed for all the meshes (Yes in step S66), the mesh attenuation amount analyzing apparatus 5A transmits the necessary transmission for each mesh based on the attenuation amount analyzed in step S65 by the rain margin calculating unit 58. The power is calculated, and the maximum of the plurality of transmission powers calculated for the plurality of meshes corresponding to the respective ranges in which the radio waves are transmitted by the horns h, h,... (See FIG. 2) of the phased array antenna A The rain margin is calculated using the value as the transmission power of the radio wave assigned to the corresponding transmission range. (Step S67).

そして、メッシュ減衰量解析装置５Ａは、降雨マージン出力手段５９によって、ステップＳ６７において生成された降雨マージンを出力し（ステップＳ６８）、動作を終了する。   Then, the mesh attenuation amount analysis apparatus 5A outputs the rain margin generated in step S67 by the rain margin output means 59 (step S68), and ends the operation.

本発明における第一の実施の形態である降雨マージン算出装置による降雨減衰補償の概要を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the outline | summary of the rain attenuation compensation by the rain margin calculation apparatus which is 1st embodiment in this invention. 本発明における第一の実施の形態である降雨マージン算出装置によって算出された降雨マージンを与えて、降雨減衰補償を行う例を示す説明図、（ａ）は、フェーズドアレーアンテナによって、電波を送受信する地域に降雨マージンを与えた電波を送信し、降雨の集中する一部の範囲に特に高い強度の電波を送信する例を示す模式図、（ｂ）は、（ａ）において送信される電波の強さを表すグラフである。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example in which a rain margin calculated by a rain margin calculating apparatus according to a first embodiment of the present invention is given to compensate for rain attenuation, (a) transmitting and receiving radio waves by a phased array antenna. A schematic diagram showing an example of transmitting a radio wave with a rain margin to a region and transmitting a particularly high intensity radio wave in a part of a region where rainfall is concentrated, (b) is a diagram showing the strength of the radio wave transmitted in (a) It is a graph showing thickness. 本発明における第一の実施の形態である降雨マージン算出装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the rain margin calculation apparatus which is 1st embodiment in this invention. 東京及び鹿児島の２つの観測地点において観測された、１時間雨量が５ｍｍとなる降雨の１分間降雨強度及び１０分間降雨強度の確率分布を対数正規確率紙にプロットしたグラフである。It is the graph which plotted the probability distribution of the 1-minute rainfall intensity and the 10-minute rainfall intensity of 1-minute rainfall observed at two observation points in Tokyo and Kagoshima on a lognormal probability paper. 本発明の第一の実施の形態における降雨減衰解析装置の降雨区間長算出手段によって算出される衛星放送の電波の降雨区間長と、雨滴層高度とを模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed typically the rainfall area length of the radio wave of a satellite broadcast calculated by the rainfall area length calculation means of the rain attenuation analysis apparatus in 1st embodiment of this invention, and raindrop layer height. 東京において観測された、１時間雨量が５ｍｍ及び１０ｍｍとなる降雨の１分間降雨強度及び減衰量の確率分布を対数正規確率紙にプロットしたグラフである。It is the graph which plotted the probability distribution of the 1-minute rainfall intensity and the attenuation amount of the rainfall observed in Tokyo in which the hourly rainfall is 5 mm and 10 mm on a logarithmic normal probability paper. 本発明の第一の実施の形態における降雨減衰解析装置の動作を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed operation | movement of the rain attenuation analysis apparatus in 1st embodiment of this invention. 本発明の第一の実施の形態におけるメッシュ減衰量解析装置の動作を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed operation | movement of the mesh attenuation amount analysis apparatus in 1st embodiment of this invention. 本発明における第二の実施の形態である降雨マージン算出装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the rain margin calculation apparatus which is 2nd embodiment in this invention. 本発明の第二の実施の形態におけるメッシュ減衰量解析装置の動作を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed operation | movement of the mesh attenuation amount analysis apparatus in 2nd embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

３、３Ａ 降雨減衰解析装置
３１ 地点別雨量データ入力手段
３２、３２Ａ 降雨強度分布解析手段
３４、３４Ａ 減衰解析手段
５２ 減衰量分布データ記憶手段（減衰量分布データ記憶装置）
５３、５３Ａ 雨量データ入力手段
５４ 減衰量分布データ読み出し手段
５６、５６Ａ 電波減衰解析手段
６２Ａ 降雨強度分布データ記憶手段（降雨強度分布データ記憶装置）
６４Ａ 降雨強度分布データ読み出し手段 3, 3A Rain attenuation analysis device 31 Point-by-point rainfall data input means 32, 32A Rain intensity distribution analysis means 34, 34A Attenuation analysis means 52 Attenuation distribution data storage means (attenuation distribution data storage device)
53, 53A Rainfall data input means 54 Attenuation distribution data reading means 56, 56A Radio wave attenuation analysis means 62A Rainfall intensity distribution data storage means (rainfall intensity distribution data storage device)
64A Rain intensity distribution data reading means

Claims (5)

ある観測地点について観測された１０分間ごとの降雨強度のうち、１時間における雨量が所定値となる前記降雨強度を示す地点別雨量データに基づいて、前記観測地点における前記１時間あたりの雨量の降雨による電波の減衰量の確率分布を解析する降雨減衰解析装置であって、
前記地点別雨量データによって示される前記降雨強度の確率分布を対数正規分布で近似して、前記確率分布を示す降雨強度分布データを生成する降雨強度分布解析手段と、
この降雨強度分布解析手段によって生成された降雨強度分布データである１０分間降雨強度の確率分布の平均値及び標準偏差を、１分間降雨強度の確率分布の平均値及び標準偏差とみなして、前記１時間あたりの雨量の降雨における前記減衰量の確率分布を解析して当該確率分布を示す減衰量分布データを生成する減衰解析手段と
を備え、
前記降雨強度分布解析手段は、
前記観測地点ごとに継続して観測された６つの１０分間雨量を加算して１時間雨量を算出し、当該１時間雨量が前記所定値となる前記６つの１０分間雨量の組を複数取り出し、この取り出した１０分間雨量の各値を６倍して１０分間降雨強度を算出し、前記取り出した複数の組の各々に対して１０分間降雨強度の値を昇順に並び替え、値が小さいものから順にその値をこえる確率を、第１超過確率、第２超過確率、第３超過確率、第４超過確率、及び、第５超過確率とし、この複数の組にわたる各超過確率における１０分間降雨強度の中央値を、当該超過確率における１０分間降雨強度とし、この５つの超過確率から導かれる１０分間降雨強度分布から当該分布に従う１０分間降雨強度の平均値と標準偏差とを算出して、前記降雨強度分布データとする
ことを特徴とする降雨減衰解析装置。 Of rainfall every 10 minutes observed for an observation point, based on the locational rainfall data indicating the rain intensity rainfall definitive between 1 hour becomes a predetermined value, rainfall of the per hour in the observation point A rain attenuation analysis device that analyzes the probability distribution of radio attenuation due to rain
A rainfall intensity distribution analyzing means for approximating the probability distribution of the rainfall intensity indicated by the point-by-point rainfall data with a lognormal distribution to generate rainfall intensity distribution data indicating the probability distribution;
The mean and standard deviation of the probability distribution of the 10 minute rainfall intensity is rainfall intensity distribution data generated by the rainfall intensity distribution analysis unit, is regarded as the mean and standard deviation of the probability distribution of 1 minute rain rate, the 1 Attenuation analysis means for analyzing the probability distribution of the attenuation amount in rainfall of rainfall per hour and generating attenuation distribution data indicating the probability distribution , and
The rainfall intensity distribution analysis means includes
By adding six 10-minute rainfalls observed continuously at each observation point to calculate one-hour rainfall, a plurality of pairs of the six 10-minute rainfalls in which the one-hour rainfall becomes the predetermined value are extracted. The 10-minute rainfall intensity is calculated by multiplying the taken 10-minute rainfall values by 6 times, and the 10-minute rainfall intensity values are rearranged in ascending order with respect to each of the plurality of the extracted sets. The probability exceeding the value is defined as the first excess probability, the second excess probability, the third excess probability, the fourth excess probability, and the fifth excess probability, and the center of the 10-minute rainfall intensity at each excess probability across the plurality of sets. The value is defined as the 10-minute rainfall intensity at the excess probability, and the average value and the standard deviation of the 10-minute rainfall intensity according to the distribution are calculated from the 10-minute rainfall intensity distribution derived from the five excess probabilities, and the rainfall intensity distribution is calculated. De Rain attenuation analyzing apparatus characterized by the data. ある観測地点について観測された１０分間ごとの降雨強度のうち、所定時間内における雨量が所定値となる前記降雨強度を示す地点別雨量データによって示される前記降雨強度の確率分布を対数正規分布で近似して、前記確率分布を示す降雨強度分布データを生成する降雨強度分布解析手段と、
この降雨強度分布解析手段によって生成された降雨強度分布データに基づいて、前記所定時間あたりの雨量の降雨における前記減衰量の確率分布を解析して当該確率分布を示す減衰量分布データを生成する減衰解析手段と
を備える降雨減衰解析装置によって生成された、ある観測地点において所定時間あたりの雨量が所定値となる降雨による電波の減衰量の確率分布を示す減衰量分布データに基づいて、前記減衰量の解析対象となる地域内の複数の区分の各々について降雨による前記電波の減衰量を解析する区分別減衰量解析装置であって、
前記減衰量分布データを前記観測地点及び前記雨量と対応付けて、複数の前記観測地点及び複数の前記雨量について記憶する減衰量分布データ記憶手段と、
前記区分ごとの所定時間あたりの雨量を示す雨量データを入力する雨量データ入力手段と、
前記減衰量分布データ記憶手段から、前記区分ごとに、当該区分に予め対応付けられた前記観測地点と、前記雨量データによって示される前記雨量とに対応する減衰量分布データを読み出す減衰量分布データ読み出し手段と、
この減衰量分布データ読み出し手段によって読み出された前記減衰量分布データによって示される前記減衰量の確率分布と、前記確率分布において前記減衰量がある値より大きな値をとる確率である超過確率の許容値を示す許容値データとに基づいて、前記区分ごとに前記超過確率が前記許容値となる減衰量を解析する電波減衰解析手段と
を備えることを特徴とする区分別減衰量解析装置。 Approximate the probability distribution of the rainfall intensity indicated by the rainfall data according to the point indicating the rainfall intensity within a predetermined time out of the rainfall intensity every 10 minutes observed for a certain observation point with a lognormal distribution. A rainfall intensity distribution analyzing means for generating rainfall intensity distribution data indicating the probability distribution;
Based on the rainfall intensity distribution data generated by the rainfall intensity distribution analyzing means, the attenuation for generating the attenuation distribution data indicating the probability distribution by analyzing the probability distribution of the attenuation in the rainfall of the predetermined amount of rainfall Analysis means and
Produced by rain attenuation analyzer comprising, there rainfall per predetermined time at the observation point is based on the attenuation amount distribution data indicating a probability distribution of a radio wave attenuation due to rainfall which becomes a predetermined value, the analysis target of the attenuation A category-specific attenuation analysis device for analyzing the attenuation of the radio wave due to rainfall for each of a plurality of categories in an area,
Attenuation distribution data storage means for storing the plurality of observation points and the plurality of rain amounts in association with the observation point and the rainfall amount,
Rainfall data input means for inputting rainfall data indicating rainfall per predetermined time for each of the categories;
Attenuation distribution data reading for reading out the attenuation distribution data corresponding to the observation points previously associated with the divisions and the rainfall indicated by the rainfall data from the attenuation distribution data storage means. Means,
Allowance of the probability distribution of the attenuation indicated by the attenuation distribution data read by the attenuation distribution data reading means and an excess probability that is a probability that the attenuation takes a value larger than a certain value in the probability distribution. A category-specific attenuation analysis device, comprising: radio wave attenuation analysis means for analyzing an attenuation amount at which the excess probability becomes the tolerance value for each category based on tolerance value data indicating a value. ある観測地点について観測された所定時間内における雨量が所定値となる降雨の１０分間ごとの降雨強度の確率分布を対数正規分布で近似して生成された、当該確率分布を示す降雨強度分布データを、前記観測地点及び前記雨量と対応付けて、複数の前記観測地点及び複数の前記雨量について記憶する降雨強度分布データ記憶装置から前記降雨強度分布データを読み出して、減衰量の解析対象となる地域内の複数の区分の各々について降雨による電波の減衰量を解析する区分別減衰量解析装置であって、
前記区分ごとの所定時間あたりの雨量を示す雨量データを入力する雨量データ入力手段と、
前記降雨強度分布データ記憶装置から、前記区分ごとに、当該区分に予め対応付けられた前記観測地点と、前記雨量データによって示される前記雨量とに対応する降雨強度分布データを読み出す降雨強度分布データ読み出し手段と、
この降雨強度分布データ読み出し手段によって読み出された降雨強度分布データに基づいて、前記所定時間あたりの雨量の降雨による前記電波の減衰量の確率分布を解析する減衰解析手段と、
この減衰解析手段によって解析された前記減衰量の確率分布と、前記確率分布において前記減衰量がある値より大きな値をとる確率である超過確率の許容値を示す許容値データとに基づいて、前記区分ごとに前記超過確率が前記許容値となる減衰量を解析する電波減衰解析手段と
を備えることを特徴とする区分別減衰量解析装置。 Rain intensity distribution data indicating the probability distribution generated by approximating the probability distribution of the rainfall intensity every 10 minutes of rainfall with a predetermined amount of rainfall observed for a certain observation point with a lognormal distribution. The rainfall intensity distribution data is read out from the rainfall intensity distribution data storage device that stores the plurality of observation points and the plurality of rainfalls in association with the observation point and the rainfall, and is stored in the region to be analyzed for attenuation. A category-specific attenuation analysis device for analyzing the attenuation of radio waves due to rainfall for each of a plurality of categories,
Rainfall data input means for inputting rainfall data indicating rainfall per predetermined time for each of the categories;
Read out rainfall intensity distribution data from the rain intensity distribution data storage device, for each of the sections, to read out rainfall intensity distribution data corresponding to the observation points previously associated with the sections and the rainfall indicated by the rainfall data Means,
Based on the rainfall intensity distribution data read by the rainfall intensity distribution data reading means, an attenuation analysis means for analyzing the probability distribution of the attenuation amount of the radio wave due to the rainfall of the rainfall per predetermined time;
Based on the probability distribution of the attenuation amount analyzed by the attenuation analysis means, and tolerance value data indicating an allowable value of an excess probability that is a probability that the attenuation amount takes a value larger than a certain value in the probability distribution, An attenuation analysis device for each category, comprising: radio wave attenuation analysis means for analyzing an attenuation at which the excess probability becomes the allowable value for each category. ある観測地点について観測された１０分間ごとの降雨強度のうち、１時間における雨量が所定値となる前記降雨強度を示す地点別雨量データに基づいて、前記観測地点における前記１時間あたりの雨量の降雨による電波の減衰量の確率分布を解析する降雨減衰解析方法であって、
前記地点別雨量データによって示される前記降雨強度の確率分布を対数正規分布で近似して、前記確率分布を示す降雨強度分布データを生成する降雨強度分布解析ステップと、
この降雨強度分布解析手段によって生成された降雨強度分布データである１０分間降雨強度の確率分布の平均値及び標準偏差を、１分間降雨強度の確率分布の平均値及び標準偏差とみなして、前記１時間あたりの雨量の降雨における前記減衰量の確率分布を解析して当該確率分布を示す減衰量分布データを生成する減衰解析ステップと
を含み、
前記降雨強度分布解析ステップは、
前記観測地点ごとに継続して観測された６つの１０分間雨量を加算して１時間雨量を算出し、当該１時間雨量が前記所定値となる前記６つの１０分間雨量の組を複数取り出し、この取り出した１０分間雨量の各値を６倍して１０分間降雨強度を算出し、前記取り出した複数の組の各々に対して１０分間降雨強度の値を昇順に並び替え、値が小さいものから順にその値を超える確率を、第１超過確率、第２超過確率、第３超過確率、第４超過確率、及び、第５超過確率とし、この複数の組にわたる各超過確率における１０分間降雨強度の中央値を、当該超過確率における１０分間降雨強度とし、この５つの超過確率から導かれる１０分間降雨強度分布から当該分布に従う１０分間降雨強度の平均値と標準偏差とを算出して、前記降雨強度分布データとする
ことを特徴とする降雨減衰解析方法。 Of rainfall every 10 minutes observed for an observation point, based on the locational rainfall data indicating the rain intensity rainfall definitive between 1 hour becomes a predetermined value, rainfall of the per hour in the observation point A rain attenuation analysis method for analyzing the probability distribution of radio attenuation due to rain
A rainfall intensity distribution analysis step for generating a rainfall intensity distribution data indicating the probability distribution by approximating the probability distribution of the rainfall intensity indicated by the point-by-point rainfall data with a lognormal distribution;
The mean and standard deviation of the probability distribution of the 10 minute rainfall intensity is rainfall intensity distribution data generated by the rainfall intensity distribution analysis unit, is regarded as the mean and standard deviation of the probability distribution of 1 minute rain rate, the 1 by analyzing the probability distribution of the attenuation in rainfall rainfall per hour saw including a damping analysis step of generating the attenuation distribution data indicating the probability distribution,
The rainfall intensity distribution analysis step includes
Wherein by adding six 10 minute rainfall observed continuously for each observation point is calculated for 1 hour rainfall, taken out a plurality of sets of the six 10 minute rainfall which the 1 hour rainfall becomes the predetermined value, the The 10-minute rainfall intensity is calculated by multiplying the taken 10-minute rainfall values by 6 times, and the 10-minute rainfall intensity values are rearranged in ascending order with respect to each of the plurality of the extracted sets. The probability exceeding the value is defined as the first excess probability, the second excess probability, the third excess probability, the fourth excess probability, and the fifth excess probability, and the center of the 10-minute rainfall intensity at each excess probability across the plurality of sets. The value is defined as the 10-minute rainfall intensity at the excess probability, and the average value and the standard deviation of the 10-minute rainfall intensity according to the distribution are calculated from the 10-minute rainfall intensity distribution derived from the five excess probabilities, and the rainfall intensity distribution is calculated. De Rain attenuation analysis method characterized by the data. ある観測地点について観測された１０分間ごとの降雨強度のうち、所定時間内における雨量が所定値となる前記降雨強度を示す地点別雨量データによって示される前記降雨強度の確率分布を対数正規分布で近似して、前記確率分布を示す降雨強度分布データを生成する降雨強度分布解析手段と、
この降雨強度分布解析手段によって生成された降雨強度分布データに基づいて、前記所定時間あたりの雨量の降雨における前記減衰量の確率分布を解析して当該確率分布を示す減衰量分布データを生成する減衰解析手段と
を備える降雨減衰解析装置によって生成された、ある観測地点において所定時間あたりの雨量が所定値となる降雨による電波の減衰量の確率分布を示す減衰量分布データを、前記観測地点及び前記雨量と対応付けて、複数の前記観測地点及び複数の前記雨量について記憶する減衰量分布データ記憶装置から前記減衰量分布データを読み出して、前記減衰量の解析対象となる地域内の複数の区分の各々について降雨による前記電波の減衰量を解析するためにコンピュータを、
前記区分ごとの所定時間あたりの雨量を示す雨量データを入力する雨量データ入力手段、
前記減衰量分布データ記憶装置から、前記区分ごとに、当該区分に予め対応付けられた前記観測地点と、前記雨量データによって示される前記雨量とに対応する減衰量分布データを読み出す減衰量分布データ読み出し手段、
この減衰量分布データ読み出し手段によって読み出された前記減衰量分布データによって示される前記減衰量の確率分布と、前記確率分布において前記減衰量がある値より大きな値をとる確率である超過確率の許容値を示す許容値データとに基づいて、前記区分ごとに前記超過確率が前記許容値となる減衰量を解析する電波減衰解析手段
として機能させることを特徴とする区分別減衰量解析プログラム。 Approximate the probability distribution of the rainfall intensity indicated by the rainfall data according to the point indicating the rainfall intensity within a predetermined time out of the rainfall intensity every 10 minutes observed for a certain observation point with a lognormal distribution. A rainfall intensity distribution analyzing means for generating rainfall intensity distribution data indicating the probability distribution;
Based on the rainfall intensity distribution data generated by the rainfall intensity distribution analyzing means, the attenuation for generating the attenuation distribution data indicating the probability distribution by analyzing the probability distribution of the attenuation in the rainfall of the predetermined amount of rainfall Analysis means and
Produced by rain attenuation analyzer comprising a rainfall per predetermined time attenuation distribution data indicating a probability distribution of a radio wave attenuation due to rainfall which becomes a predetermined value in a certain observation point, corresponding to the observation point and the rainfall In addition, the attenuation distribution data is read out from the attenuation distribution data storage device that stores the plurality of observation points and the plurality of rain amounts, and the rainfall is calculated for each of the plurality of sections in the area to be analyzed for the attenuation amount. To analyze the attenuation of the radio wave by
Rainfall data input means for inputting rainfall data indicating the rainfall per predetermined time for each section,
Attenuation distribution data reading for reading out the attenuation distribution data corresponding to the observation point previously associated with the section and the rainfall indicated by the rainfall data from the attenuation amount distribution data storage device. means,
Allowance of the probability distribution of the attenuation indicated by the attenuation distribution data read by the attenuation distribution data reading means and an excess probability that is a probability that the attenuation takes a value larger than a certain value in the probability distribution. A category-specific attenuation amount analysis program that functions as a radio wave attenuation analysis unit that analyzes an attenuation amount for which the excess probability becomes the tolerance value for each category based on tolerance value data indicating a value.
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